EP0378067A2 - Positively working radiation-sensitive mixture containing a multifunctional alpha-diazo-beta-keto ester, process for its preparation and a radiation-sensitive recording material containing this mixture - Google Patents

Positively working radiation-sensitive mixture containing a multifunctional alpha-diazo-beta-keto ester, process for its preparation and a radiation-sensitive recording material containing this mixture Download PDF

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EP0378067A2
EP0378067A2 EP90100003A EP90100003A EP0378067A2 EP 0378067 A2 EP0378067 A2 EP 0378067A2 EP 90100003 A EP90100003 A EP 90100003A EP 90100003 A EP90100003 A EP 90100003A EP 0378067 A2 EP0378067 A2 EP 0378067A2
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EP
European Patent Office
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positive
radiation
sensitive mixture
groups
radical
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EP90100003A
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German (de)
French (fr)
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EP0378067A3 (en
EP0378067B1 (en
Inventor
Peter Dr.-Dipl.-Chem. Wilharm
Hans-Joachim Dr.-Dipl.-Chem. Merrem
Georg Dr.-Dipl.-Chem. Pawlowski
Ralph Dr.-Dipl.-Chem. Dammel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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Publication of EP0378067A2 publication Critical patent/EP0378067A2/en
Publication of EP0378067A3 publication Critical patent/EP0378067A3/en
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Publication of EP0378067B1 publication Critical patent/EP0378067B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C245/00Compounds containing chains of at least two nitrogen atoms with at least one nitrogen-to-nitrogen multiple bond
    • C07C245/12Diazo compounds, i.e. compounds having the free valencies of >N2 groups attached to the same carbon atom
    • C07C245/14Diazo compounds, i.e. compounds having the free valencies of >N2 groups attached to the same carbon atom having diazo groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton
    • C07C245/18Diazo compounds, i.e. compounds having the free valencies of >N2 groups attached to the same carbon atom having diazo groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by carboxyl groups
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/016Diazonium salts or compounds
    • G03F7/0163Non ionic diazonium compounds, e.g. diazosulphonates; Precursors thereof, e.g. triazenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated

Definitions

  • the invention relates to a positive-working radiation-sensitive mixture containing a photoactive component and a water-insoluble binder which is soluble in aqueous alkaline solution, but at least swellable.
  • US Pat. No. 4,339,522 mentions positive-working radiation-sensitive mixtures which contain a diazo derivative of Meldrum's acid as the photoactive compound.
  • This compound should be suitable for exposure to high-energy UV radiation in the range between 200 to 300 nm.
  • the photoactive compound is exudated at the higher processing temperatures frequently used in practice; the radiation-sensitive mixture loses its original activity, so that reproducible structuring is not possible.
  • EP-A-0 195 986 therefore proposes a-phosphoryl-substituted diazocarbonyl compounds as photoactive compounds since these have increased carbene stability. In practice, however, such compounds should only be used to a lesser extent, since atoms which can potentially be used as dopants, such as, for example, the phosphorus contained in these compounds, have to be meticulously excluded in the processing processes.
  • the object of the invention was therefore to provide a positive working radiation-sensitive mixture containing a photoactive compound with high sensitivity in the deep UV range, which does not have the numerous disadvantages described, and allows a good differentiation between the exposed and unexposed layer areas.
  • the photoactive compounds contained in the radiation-sensitive mixture should be well tolerated with a wide variety of polymers which can be used in practice, in particular the binders, should not exude from the radiation-sensitive mixture and should have high thermal stability and practical sensitivity to light.
  • R 2 and R 3 are hydrogen, (C 1 -C 3 ) alkyl, (C 6 -C 12 ) aryl or (C 6 -C 11 ) aralkyl, the radicals - in particular aryl or aralkyl - on the core can also be substituted by alkyl, alkoxy, halogen or amino.
  • R 2 and R 3 are particularly preferably hydrogen or (C 1 -C 3 ) alkyl, but in particular hydrogen.
  • R 'and X can optionally be substituted, in particular by (C 1 -C 3 ) alkyl, (C 1 -C 3 ) alkoxy, halogen, amino or nitro.
  • R 1 and X, which are substituted are preferably (Ci-C 3) alkyl or (C 1 -C 3) alkoxy.
  • the unsubstituted derivatives are preferred in particular when R 'and X are an alkyl radical.
  • the aliphatic radicals R 1 can be either straight-chain or branched.
  • the number of chain links here is preferably 4 to 10, in particular 4 to 8. This includes the particularly preferred pure carbon chains as well as the substituted ones, in which CH 2 groups are replaced by oxygen atoms or -NH groups and / or keto groups are included, including Ether, keto, ester, amido or imido groups fall, ie also esters of carbamic acid.
  • ether groups occur particularly preferably twice per radical R'. If the chains are pure, in particular straight-chain, carbon chains, a limitation of the carbon number is not mandatory; aliphatic radicals with up to 20 carbon atoms can be used. However, the t-butyl radical is particularly preferred.
  • R ' is a cycloaliphatic radical
  • the number of ring members is preferably 4, 5, 6 or 12, in particular 4, 5 or 6.
  • the unsubstituted variants are particularly preferred.
  • the cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl radicals are examples.
  • the cyclohexyl radical is particularly preferred.
  • R ' is an araliphatic radical
  • the number of links in the aliphatic part is 2 to 11, in particular 2 to 5.
  • the number of C atoms is preferably 1 or 2.
  • CH 2 groups replaced by oxygen atoms these can occur as a bridge between the aromatic and aliphatic part of the radical R ', but also in the aliphatic part. In both cases, it is particularly preferred if the remaining total number of carbon atoms as chain links in the aliphatic part of this radical is 1 or 2, the ether oxygen atom in the case of 2 carbon atoms being arranged as chain links in such a way that it is from both CH 2 groups is adjacent.
  • Benzyl, phenoxymethylene and benzyloxymethylene radicals include the benzyl, phenoxymethylene and benzyloxymethylene radicals. If, in addition, further CH 2 groups in the aliphatic part of the araliphatic radical R 1 are replaced by heteroatoms and / or substitutions are carried out on them, the total number of chain links in the aliphatic part is 3 to 5. These include phenyl or benzyl radicals bonded via ester groups , but also the benzyl or phenyl esters of carbamic acid.
  • the aliphatic part can also represent the imido group of an aromatic dicarboxylic acid. The aromatic part of such a residue consists in particular of 6 carbon atoms. If the aromatic part of the araliphatic radical is directly adjacent to the keto group, that is to say is incorporated as an arylene radical, then there are no restrictions on the number of C atoms present at least for the aliphatic part occurring therein.
  • the aromatic radicals R 1 preferably have no heteroatoms such as oxygen in their ring ystem on. If R 'is an aromatic radical, it preferably contains 6 to 12 carbon atoms, in particular 6 carbon atoms, ie corresponds to a phenyl radical. Aromatic radicals R 'are not preferred.
  • radicals are R 't-butyl, n-hexyl, nonyl, octadecyl, 2,5-dioxahexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, benzyl, phenoxymethyl and benzyloxymethyl.
  • the t-butyl, phenoxymethyl and cyclohexyl radical is particularly preferred.
  • X represents an aliphatic or cycloaliphatic radical, which can be saturated as well as unsaturated, a carbocyclic, heterocyclic or araliphatic radical with 2 to 22 carbon atoms, in particular with 2 to 17 carbon atoms.
  • at least one CH 2 group can also be replaced by heteroatoms such as oxygen, sulfur or by groups such as -NR 2- , -C (O) -O-, -C (CO) -NR 2- , -C (O) - N -, -NR 2- (CO) -NR 3- , -0-C (CO) -NR 2- , -OC (O) -N- or -OC (CO) -O- or CH groups -N- be replaced.
  • aliphatic or araliphatic radicals are those variants in which a maximum of two CH 2 groups have been replaced by one type of the above-mentioned groups. If CH 2 groups are replaced by heteroatoms, the number of these can preferably be at most 5, in particular at most 3. It is particularly preferred if all of the CH 2 groups to be replaced are replaced by heteroatoms of one type.
  • the unsaturated aliphatic radical X include, in particular, those whose CH 2 or CH groups have not been replaced by heteroatoms or the above-mentioned groups. In their particular embodiment, they contain a maximum of one CC multiple bond; the number of chain links in such a radical is particularly preferred 4.
  • the radicals X mentioned can be either 2- or 3-membered, but is preferred if X is 2-membered.
  • X CH 2 groups are replaced by heteroatoms in the aliphatic radicals, these are preferably bound by alkylene radicals each having at least 2 CH 2 groups. If sulfur is the hetero atom in the aliphatic radical X, this is particularly preferably only once per radical. It is surrounded in particular by alkyl radicals with a maximum of 3 CH 2 groups each. If oxygen is used as a hetero atom in the aliphatic radical, this can occur more frequently per radical, in particular 2 to 4 times. In this case, the alkylene radicals in which two oxygen atoms are incorporated contain at least 3 CH 2 groups.
  • this alkylene radical is present in particular as a branched isomer.
  • the t-butyl or t-pentyl radical is particularly preferred.
  • the more than two-bonded radical X can also be achieved by containing more than two-bonded heteroatoms: If a CH group is replaced by - N - in the aliphatic radical X, m values of 2 to 3 can be achieved. If two CH groups are replaced by - N -, m can reach a maximum of 4; if these are part of a cycloaliphatic ring, m is a maximum of 2.
  • CH groups are replaced by - y - in the X radical, there is preferably no substitution of a CH 2 group by another hetero atom or by one of the groups described above.
  • the number of CH 2 groups between the nitrogen hetero atom and the radical bonded to the radical X according to the general formula I is at least 2; in particular, this is the number 2.
  • cyclohexyl radical is mentioned in particular as the cycloaliphatic radical. However, this can be substituted, in particular by hydroxyl and / or alkyl or alkylene, the binding (i.e. m) of which is preferably determined by the number of alkylene substituents on the cycloaliphatic radical.
  • the cycloaliphatic radicals as a variant of the radical X are more Combination of a cycloaliphatic and a chain-shaped aliphatic part.
  • the cycloaliphatic part is preferably not substituted in such a way that CHz groups from this part are replaced by heteroatoms or by groups from the series mentioned above.
  • X is a combination of a pure cycloaliphatic part and one or more chain-shaped aliphatic parts with 2 or more carbon atoms
  • the cycloaliphatic part is in particular directly adjacent to a CH 2 group which is replaced by one of the hetero atoms or groups mentioned above.
  • a cyclohexyl radical is preferably used as the cycloaliphatic part, which can be both monovalent and double-bonded, the latter preferably in the 1,4-position.
  • one of the free valences of the residues is linked with the -diazo-ß-ketoester unit according to general formula I via an alkylene radical having at least 2 CH 2 units.
  • a t-butylene radical is preferably formulated as a linking group.
  • an ethylene residue is preferably used as the linking group.
  • the aromatic part in particular a phenyl radical, or if there is a double bond, a phenylene radical can be bound both via a nitrogen atom and via an oxygen atom.
  • the nitrogen atom is preferred here too - if both atoms are available for selection.
  • An example in which the aromatic part is bonded directly via an oxygen atom is an ether oxygen atom bonded to the a-diazo- ⁇ -ketoester unit via an ethylene group.
  • the third variant in this case is the possibility that the aromatic radical, especially if it is monovalent, via the keto group of a radical is bound.
  • the nitrogen atom carries in particular an ethylene radical.
  • an araliphatic radical X is a radical which replaces a CH 2 group via the nitrogen atom bound aliphatic part of the radical X, in particular a t-butylene or an ethylene radical; if the aliphatic part is bonded via the oxygen atom, this is particularly preferably an ethylene radical.
  • an ethylene group is preferably bonded via the oxygen atom of the above-mentioned groups to replace a CH z group in the X radical can also be transferred to aliphatic radicals, while both the ethylene radicals and higher aliphatic radicals, in particular from carbon chains, are also present via the nitrogen atom more than 3 carbon atoms.
  • the t-butylene radical is preferred.
  • radicals X preferably a maximum of 2 CH 2 groups by radicals such as replaced.
  • a substitute for a CH group is present only once in a radical X.
  • m is preferably an integer from 2 to 8 and n is an integer from 0 to 2.
  • a-diazo-.beta.-keto esters of the general formula I characterized in more detail above and used in the positive-working radiation-sensitive mixture according to the invention are outstandingly suitable as photoactive components.
  • these compounds show a high absorption when exposed to radiation with a wavelength of 190 to 350 nm, preferably of 200 to 300 nm.
  • the multifunctional ones Compounds according to general formula I and their preparation are described in German patent application P (Hoe 89 / K 002), which was filed at the same time.
  • a ⁇ -keto ester of the general formula II (in which R and X have the meaning given in formula 1) is dissolved in 5 to 50 times, preferably 10 times the amount (based on the mixture) of a suitable solvent and the solution is dissolved a temperature between -15 ° C to + 15 ° C, preferably -5 ° C to + 5 ° C cooled.
  • suitable solvents are alcohols such as methanol, ethanol, alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane or trichloromethane or preferably aliphatic nitriles such as acetonitrile or mixtures of these solvents. Those having a boiling point between 30 ° C. and 140 ° C. are particularly preferred.
  • the actual implementation according to the invention can be carried out in 3 variants.
  • the cooled solution is mixed with a 1 to 1.3-fold excess, based on the number of activated methylene groups to be reacted, of a diazo transfer reagent.
  • Aromatic and aliphatic sulfonyl azides such as toluenesulfonyl azide, 4-carboxyphenylsulfonyl azide, 2-naphthalenesulfonyl azide or methylsulfonyl azide, have proven particularly useful as transfer reagents.
  • the equimolar amount of a base preferably a tertiary amine, is then added to the solution. The temperature of the mixture must be kept constant.
  • Preferred amines are, for example, triethylamine, triisopropylamine or diazabicyclo [2.2.2] octane.
  • the use of triethylamine as the base is particularly preferred.
  • the mixture obtained is stirred for 5 to 50 minutes, preferably 10 to 15 minutes, at the predetermined temperature, warmed to room temperature and stirred for a further 1 to 24 hours, preferably 2 to 4 hours.
  • the sulfonylamide formed can precipitate out, so that it may be filtered off after the reaction has ended.
  • the ⁇ -keto ester of the general formula II and the amine can also be introduced under the conditions described above and the sulfonyl azide can then be metered in while maintaining the temperature.
  • a modified variant A has proven to be particularly favorable, in which the solution of the ⁇ -keto ester of the general formula II initially only with a 0.7 to 0.9-fold excess, based on the number of activated methylene groups to be reacted, of a sulfonyl azide , preferably toluenesulfonyl azide, is added and the total amount of the amine is added while maintaining the predetermined temperature. The mixture is then stirred, if necessary, while warming to room temperature. After about 10 to 120 minutes, the toluenesulfonyl azide can no longer be detected by chromatography.
  • a sulfonyl azide preferably toluenesulfonyl azide
  • the mixture is then cooled again, if necessary, and this time the 0.6 to 0.1-fold excess of 4-carboxyphenylsulfonyl azide is added, so that a total excess of sulfonyl azide corresponding to Varinate A is formed.
  • the raw products that are produced according to this variant show a high degree of purity.
  • the mixture obtained according to variants A to C is freed from the solvent and excess reagents and taken up in an inert, water-immiscible solvent, in particular dichloromethane or diethyl ether.
  • an inert, water-immiscible solvent in particular dichloromethane or diethyl ether.
  • the mixture is washed twice with 5% potassium hydroxide solution and then with water until neutral, dried over a suitable drying agent and again freed from the solvent.
  • the remaining residue in particular when using variant C consisting almost entirely of pure a-diazo- ⁇ -keto ester of the general formula I, can be worked up by known methods, for example by means of crystallization or chromatography.
  • the relevant derivative of 5-acyl-meldrum's acid of the general formula III is mixed with the amount of the relevant mono- or polyfunctional alcohol of the general formula IV required for the desired degree of conversion, and the mixture is subsequently mixed in the 5- to 20 times, preferably 10 times the amount of a solvent which does not react with alcohols or Meldrum's acid, for example a ketone such as acetone or ethyl methyl ketone, or an ether such as 1,2-dimethoxyethane or dioxane, optionally with heating.
  • the clear solution is heated to a temperature of 60 ° C. to 120 ° C., preferably to 80 ° C. to 100 ° C.
  • the beginning of implementation is noticeable through lively development of carbon dioxide.
  • the mixture is stirred for about 1 to 6 hours, preferably 2 to 3 hours, at the predetermined temperature until no more CO 2 evolution can be observed.
  • Particularly suitable derivatives of 5-acyl-meldrum's acid of the general formula III are those in which R 'is cyclobutyl, butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl or higher alkyl radicals having up to about 22 carbon atoms, which may by further alkyl radicals, alkoxyalkyl radicals, aryl radicals, alkoxyaryl radicals, aryloxyaryl radicals, halogen atoms or by other functional groups, for example by terminal acid ester functions, or in which individual CH 2 groups are substituted by oxygen or sulfur atoms or by groups such as -C (O) -O -, -C (0) -NR 2- , -NR 2- C (0) -NR 3- , -OC (O) -NR 2- , -OC (O) -O-, -NR 2- , wherein R 2 and R
  • radicals R ' are t-butyl, n-hexyl, 2,5-dioxahexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, benzyl, phenoxymethyl and nonyl.
  • the t-butyl, cyclohexyl and phenoxymethyl radical is particularly preferred.
  • Di-, tri- or higher-functional alcohols can be used as alcohols of the general formula IV; alcohols containing 2 to 6 OH groups per molecule are preferred.
  • Difunctional alcohols of the general formula IV include, for example, ethylene glycol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, 2,2-dimethyl-propane-1,3-diol, 3-chloropropane-1,2- diol, butane-1,2-diol, butane-1,3-diol, butane-2,3-diol, butane-1,4-diol, 2,3-dimethylbutane-2,3-diol, pentane 1,2-diol, pentane-1,5-diol, pentane-2,4-diol, 2-methyl-pentane-2,4-diol, hexane-1,6-diol, hexane-2,5-di
  • unsaturated diols such as, for example, 2-butene-1,4-diol, 2-butyne-1,4-diol, 3-hexyne-2,5-diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2 , 5-diol, or cyclic diols, which in turn can be substituted by oxygen, sulfur or nitrogen atoms, such as cyclohexane-1,2-diol, cyclohexane-1,4-diol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane or 1,4-bis (2-hydroxyethyl) piperazine can be used with advantage.
  • Such diols are generally commercially available.
  • diols can be prepared, for example by reacting diols containing primary amino groups, for example 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, with monofunctional acid derivatives, such as carboxylic acid or sulfonic acid chlorides, or monofunctional isocyanates, but also with difunctional acid derivatives or corresponding isocyanates.
  • monofunctional acid derivatives such as carboxylic acid or sulfonic acid chlorides, or monofunctional isocyanates, but also with difunctional acid derivatives or corresponding isocyanates.
  • Trifunctional alcohols are preferably derived from glycerol, from higher ⁇ , ⁇ , ⁇ -triols or from triethanolamine, with higher-chain derivatives, in particular ethoxylated compounds and heterocyclic compounds, such as e.g. 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) cyanuric acid can be used equally.
  • Glycerol 2-hydroxymethyl-2-methyl-propane-1,3-diol, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol, 2,3-isopropylidene erythruronic acid, hexane-1,2 are mentioned 6-triol, 1,1,1-triethanolamine, 1,1,1-tripropanolamine, as well as partially acetalized or ketalized sugar derivatives.
  • reaction products of tetrafunctional alcohols or aminotriols with acid derivatives, isocyanates or cyclic carbonates can also be used.
  • Higher-quality alcohols of the general formula III are derived, for example, from condensation products of glycerol, pentaerythritol or from reaction products of difunctional acid derivatives or isocyanates with higher-quality alcohols or amino alcohols.
  • the list of alcohols that can be used is by no means exhaustive; practically all alcohols can be used which have no further group reacting with acid esters or which clearly react with the formation of esters under the reaction conditions described.
  • ⁇ -keto esters of the general formula II by transesterification according to Scheme 3, monofunctional ⁇ -keto esters of the general formula V with alcohols of the general formula IV are used in such a way that a 5 to 200% excess, preferably a 10 to 50 % excess of a ⁇ -keto ester esterified with a low molecular weight alcohol, for example a methyl or ethyl ester, is reacted at 100 to 160 ° C., preferably at 120 to 140 ° C.
  • a solubilizer such as dimethylformamide or N-methylpyrrolidone, can optionally be added.
  • the equilibrium is distilled off formed lower alcohol continuously shifted in the desired direction.
  • the excess low-esterified ⁇ -keto ester of the general formula V and, if appropriate, the added solubilizer are distilled off under high vacuum.
  • the ß-keto ester of the general formula 11, which is often oily, remains in the residue in mostly very high purity, so that it can be used for the diazo transfer without further purification.
  • the low-esterified ⁇ -keto esters of the general formula V required in this reaction sequence are partly. commercially available or can be produced by numerous methods known from the literature. It is particularly preferred to prepare them from the corresponding derivatives of 5-acyl-meldrum's acid according to general formula 111. Although an additional reaction step compared to process variant 1 is followed, this variant can be used to improve yields and / or purer ⁇ -keto esters of the general Get Formula II.
  • the radiation-sensitive mixture according to the invention can contain one or more ⁇ -diazo- ⁇ -keto esters of the general formula I, in particular in the same proportion. However, it is preferred if only one photoactive compound is contained in the mixture.
  • concentration of the a-diazo- ⁇ -keto esters of the general formula I in the radiation-sensitive mixture according to the invention can vary within wide limits. In general, however, its concentration is in the range from 4 to 40% by weight, in particular from 6 to 30% by weight, based on the non-volatile constituents of the radiation-sensitive mixture.
  • the radiation-sensitive mixture according to the invention further contains at least one polymeric binder which is insoluble in water but soluble in aqueous alkaline solutions or at least swellable.
  • the binder is distinguished in particular by the fact that it dissolves the constituents of the radiation-sensitive mixture according to the invention well and, in particular in the wavelength range from 190 to 300 nm, the lowest possible self-absorption, i.e. has a high transparency. In particular, this does not include those binders based on novolak condensation resins that have generally been used in combination with naphthoquinonediazides as photoactive components.
  • Novolak condensation resins even in combination with the above -diazo- ⁇ -keto esters, show a reduction in solubility compared to aqueous alkaline developers after imagewise exposure in the unexposed areas, but their self-absorption in the wavelength range desired for the exposure is undesirable high.
  • the novolak condensation resins mentioned can, however, be used in a mixture with other resins which are suitable as binders and have a higher degree of transparency.
  • the mixing ratios mainly depend on the type of binder to be mixed with the novolak resin. In particular, its degree of self-absorption in the wavelength range mentioned, but also the miscibility with the other constituents of the radiation-sensitive mixture, play a decisive role.
  • the binder of the radiation-sensitive mixture according to the invention can contain up to 30% by weight, in particular up to 20% by weight, of a novolak condensation resin.
  • Suitable as binders are homo- or copolymers of p-hydroxystyrene and its alkyl derivatives, e.g. of 3-methylhydroxystyrene, as well as homo- or copolymers of other polyvinylphenols, e.g. of 3-hydroxystyrene or the esters or amides of acrylic acid with aromatics containing phenolic groups.
  • Polymerizable compounds such as styrene, methacrylic acid methacrylate, acrylic acid methacrylate or the like can be used as comonomers in the copolymer.
  • binders Homo- or copolymers of maleimide can also be used with the same success. These binders also show high transparency in the wavelength range described. Styrene, substituted styrenes, vinyl ethers, vinyl esters, vinylsilyl compounds or (meth) acrylic acid esters are also preferably used as comonomers here.
  • copolymers of styrene with comonomers can also be used, which bring about an increase in solubility in aqueous alkaline solutions.
  • comonomers include, for example, maleic anhydride, maleic acid semiesters or the like.
  • binders mentioned can occur in mixtures, provided that they are miscible and do not impair the optical qualities of the radiation-sensitive mixture. However, preferred are binders containing a type of the above types.
  • the radiation-sensitive mixture according to the invention contains 60 to 96% by weight, in particular 70 to 94% by weight, of a binder, based on the proportion of the non-volatile constituents of the radiation-sensitive mixture.
  • dyes, pigments, wetting agents, adhesion promoters and leveling agents can be added to the radiation-sensitive mixture according to the invention to improve special requirements such as flexibility, adhesion and gloss.
  • the light-sensitive mixture according to the invention is preferably used in solvents such as ethylene glycol, glycol ethers such as glycol monomethyl ether, glycol dimethyl ether, glycol monoethyl ether or propylene glycol monoalkyl ethers, in particular propylene glycol methyl ether; aliphatic esters such as ethyl acetate, hydroxyethyl acetate, alkoxyethyl acetate, y-butyl acetate, propylene glycol monoalkyl ether acetate, in particular propylene glycol methyl ether acetate or amyl acetate; Ethers such as dioxane, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; Dimethylformamide, dimethylacetamide, hexamethylphosphoric acid amide, N-methylpyrrolidone, butyrolactone,
  • solvents which include also contain aromatic hydrocarbons or xylene.
  • the choice of solvent depends on the coating process used, the desired layer thickness and the drying conditions. The solvents must also be chemically neutral, i.e. they must not react irreversibly with the other layer components.
  • the solutions formed with the other constituents of the radiation-sensitive mixture generally have a solids content of 5 to 60% by weight, preferably up to 50% by weight.
  • a radiation-sensitive recording material consisting essentially of a substrate and the radiation-sensitive mixture applied thereon.
  • Suitable substrates are all materials from which capacitors, semiconductors, multilayer printed circuits or integrated circuits can be made or manufactured.
  • surfaces made of pure silicon layers and thermally oxidized and / or aluminum-coated silicon material are to be mentioned, which can optionally also be doped, including all other substrates customary in semiconductor technology, such as silicon nitride, gallium arsenide, indium phosphide.
  • the substrates known from the production of liquid crystal displays such as glass, indium tin oxide; also metal plates and foils, for example made of aluminum, copper, zinc; Bimetallic and tri-metal foils, but also electrically non-conductive foils that are vapor-coated with metals, optionally with aluminum-coated Si0 2 materials and paper.
  • These substrates can be subjected to a temperature pretreatment, surface roughened, etched or to achieve desired properties, such as. B. increase in hydrophilicity, be treated with chemicals.
  • the radiation-sensitive mixture can contain an adhesion promoter for better adhesion in the resist or between the resist and the substrate.
  • adhesion promoters of the aminosilane type are used, e.g. 3-aminopropyltriethoxysilane or hexamethyl-disilazane in question.
  • supports which can be used for the production of photomechanical recording layers such as printing forms for letterpress printing, planographic printing, screen printing, gravure printing and relief copies are aluminum plates, optionally anodized, granular and / or silicated aluminum plates, zinc plates, steel plates, which may have been processed with chrome, as well as plastic films or paper.
  • Sources of actinic radiation are: metal halide lamps, carbon arc lamps, xenon lamps and mercury vapor lamps. Exposure to high-energy radiation such as laser, electron or X-ray radiation can also take place. However, lamps which can emit light of a wavelength of 190 to 260 nm are particularly preferred, i.e. in particular xenon and / or mercury vapor lamps. Laser light sources can also be used, e.g. Excimer lasers, in particular KrF or ArF lasers, which emit at 249 or 193 nm. The radiation sources must have sufficient emission in the wavelength ranges mentioned, but on the other hand must also be sufficiently transparent to actinic light in the range mentioned.
  • the invention further relates to a method for producing a radiation-sensitive recording material.
  • the radiation-sensitive mixture can be applied to the substrate by spraying, rolling, knife coating, pouring, by flow coating, spin coating and dip coating or by means of slot dies.
  • the solvent is then removed by evaporation, so that the radiation-sensitive layer remains on the surface of the substrate.
  • the removal of the solvent can optionally be promoted by heating the layer to temperatures of up to 140 ° C.
  • the mixture can also first be applied to the intermediate carrier in the above-mentioned manner, from which it is transferred to the final carrier material under pressure and elevated temperature.
  • the layer thickness varies depending on its area of application. It is between 0.1 and 100 ⁇ m, in particular between 0.3 and 10 ⁇ m.
  • the layer is then exposed imagewise.
  • Actinic radiation is usually used. UV lamps which emit light with a wavelength of 190 to 300 nm are preferably used for the irradiation.
  • An image pattern is then exposed in the radiation-sensitive layer by development, in which the layer is treated with a developing solution which dissolves or removes the irradiated areas of the material.
  • reagents such as e.g. Silicates, metasilicates, hydroxides, hydrogen or dihydrogen phosphates, carbonates or hydrogen carbonates, of alkali and / or alkaline earth metal, in particular of ammonium ions, but also ammonia and the like are used.
  • Metal ion-free developers are described in US-A-4,729,941, EP-A-0 062 733, US-A-4,628,023, US-A-4,141,733, EP-A-0 097 282 and EP-A-0 023 758.
  • the content of these substances in the developer solution is generally 0.1 to 15% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the weight of the developer solution.
  • Metal ion-free developers are used in particular. If necessary, smaller amounts of a wetting agent can be added to the developers in order to facilitate the detachment of the exposed areas in the developer.
  • the developed resist structures are hardened if necessary. This is generally done by heating the resist structure on a hot plate to a temperature below the flow temperature and then exposing the entire area to UV light from a xenon mercury vapor lamp (range from 200 to 250 nm). As a result of this post-curing, the resist structures are crosslinked, so that the structures generally have a flow resistance up to temperatures of over 200 ° C.
  • the post-curing can also be carried out without increasing the temperature by irradiation with UV light. This is especially true when high-energy radiation is used, e.g. Electron radiation.
  • the radiation-sensitive mixture according to the invention is preferably used in lithographic processes for the production of integrated circuits or of discrete electrical components.
  • the recording material produced from the mixture serves as a mask for the following process steps. These include e.g. etching the substrate, implanting ions into the substrate or depositing metals or other materials on the substrate.
  • the mixtures according to the invention show a comparable high sensitivity to light under the usual conditions when exposed to light in the DUV range compared to the known materials (comparative example see below) when they are irradiated with light of a wavelength of 190 to 300 nm. As advantages, however, they show a higher thermal stability than the known materials and an excellent compatibility.
  • a solution consisting of 144.1 g (1.0 mol) of 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione and 158.2 g (2.0 mol) of pyridine in 500 ml of dichloromethane is made up to 10 ° C cooled. At this temperature, 146.6 g (1.0 mol) of cyclohexane carboxylic acid chloride are added dropwise with stirring. The mixture is then warmed to room temperature and, after 4 hours, a mixture of 500 g of ice, 500 ml of water and 100 ml of concentrated hydrochloric acid is added. The organic phase is washed twice with 400 ml of water, dried over magnesium sulfate and then freed from the solvent.
  • the total amount of oil (7) formed in stage 2 (about 20 mmol) is dissolved in 120 mol acetonitrile and cooled to 0 ° C. 6.5 g (65 mmol) of triethylamine are added to the cooled solution with stirring, and 12.8 g (65 mmol) of tosyl azide are then added dropwise in such a way that the temperature does not rise above 5 ° C. The mixture is stirred at this temperature for 10 minutes and then warmed to room temperature. After three hours, the clear solution is evaporated to dryness on a rotary evaporator, taken up in diethyl ether and extracted twice with 100 ml of 5% aqueous potassium hydroxide solution and then washed neutral with water.
  • a brownish, highly viscous oil of N-phenyl-N'-1,1-bis- (5-cyclohexyl-3,5-dioxo-2-oxapentyl) -6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3 remains -oxa-hexyl-urea (12), which is used without further purification.
  • a virtually colorless glass-like product is obtained in quantitative yield from very pure 1,19-bis-cyclohexyl-6,14- [bis- (4-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa) butyl] -10- [ 8- (cyclohexyl-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3- (3-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa-butyl)) - 1,5-dioxa-6,8-dioxo- octyl -] - 4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxononadecane (21). This is used in the next reaction stage without further purification.
  • the ester (23) is then reacted with 59.1 g (300 mmol) of toluenesulfonyl azide and 30.6 g (300 mmol) of triethylamine in 200.0 g of acetonitrile to give the corresponding tetrafunctional a-diazo- ⁇ -keto ester of the general formula I.
  • the compound (25) is purified by recrystallization from ethanol. It shows a melting point of 123 - 125 "C.
  • Example 11 comparative
  • 1.5 ml of this solution are filtered through a filter with a pore diameter of 0.2 ⁇ m and applied to a silicon wafer with a diameter of 7.62 cm.
  • a homogeneous layer is produced which, after drying in a forced air oven at 90 ° C. and for 30 minutes, has a thickness of 0.87 ⁇ m.
  • the wafer coated in this way is imagewise irradiated through a photomask with the UV radiation of a xenon mercury vapor lamp at 260 nm with an energy of 112 mJ / cm 3 .
  • the imagewise irradiated layer is then developed with a 0.3 N aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 120 sec.
  • the removal of the layer in the unexposed areas was less than 20 nm. Structures, even with dimensions of less than 1.0 ⁇ m, were resolved with good edge stability.
  • a radiation-sensitive mixture is prepared from this solution using the information from Example 1. Exposure and development are carried out analogously to Example 1. However, an exposure energy of 60 mJ / cm 2 is used for the exposure. Sharp-edged structures could be obtained.
  • 1.5 ml of this solution are filtered using a filter with a pore diameter of 0.2 ⁇ m and applied to a silicon wafer rotating at 2,000 rpm with a diameter of 7.62 cm.
  • a homogeneous layer can be obtained after 40 sec. After drying the layer at 90 ° C. and for 30 minutes, the layer thickness of the homogeneous radiation-sensitive layer is 0.891 ⁇ m.
  • the coated wafer is then exposed imagewise through a photomask.
  • a xenon mercury vapor lamp is used as the UV radiation source.
  • the exposure energy is 200 mJ / cm 2.
  • the layer could then be developed perfectly within 60 seconds.
  • the dark erosion was less than 10 nm; Structures 1.0 ⁇ m wide showed good resolution with good edge steepness.
  • 1.5 ml of the solution are spun through a filter with a pore diameter of 0.2 ⁇ m onto a silicon wafer with a diameter of 7.62 cm and a homogeneous layer is produced within 40 seconds by rotating the wafer at 4,000 rpm.
  • the layer thickness after drying at 90 . C for 30 minutes in a forced air oven is 0.87 ⁇ m.
  • the coated wafer is irradiated through a photomask with UV radiation from a xenon mercury vapor lamp in the range of 260 nm with an exposure energy of 200 mJ / cm 2 . Then sourced is developed with a 0.3 N aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide within 60 seconds. The dark removal was less than 2 nm / min. When using an exposure energy of 116 mJ / cm 2 , 1 ⁇ m structures could be resolved cleanly and with sharp edges.
  • Example 15 The mixture is processed analogously to Example 15. However, it was found that after a development time of 60 seconds with the same developer from Example 15, both the exposed and unexposed areas had been completely removed. The removal of the unexposed areas (dark removal) at 1,660 nm / min was comparable to the removal rate for the exposed areas (2,360 nm / min). Structures could only be created using the development time of 20 seconds, but with very flat edges.

Abstract

A description is given of a positively working radiation-sensitive mixture essentially containing a photoactive component and a water-insoluble binder which is soluble or at least swellable in aqueous alkaline solution, characterised in that the photoactive component is a multifunctional alpha -diazo- beta -ketoester of the general formula I …<IMAGE>… where… R<1> is an aliphatic cycloaliphatic or araliphatic or aromatic radical containing 4 to 20 carbon atoms in which individual CH2 groups may be replaced by oxygen or sulphur atoms or by …<IMAGE>… or NH groups and/or contain keto groups,… X is an aliphatic, cycloaliphatic, carbocyclic, heterocyclic or araliphatic radical containing 2 to 22 carbon atoms, in which individual CH2 groups may be replaced by oxygen or sulphur atoms or by the groups -NR<2>-, -C(O)-O-, -C(O)-NR<2>-, …<IMAGE>…, -NR<2>-C(O)-NR<3>-, -O-C(O)-NR<2>-, …<IMAGE>…, -O-C(O)-O- or CH groups may be replaced by …<IMAGE>…, where R<2> and R<3> are, independently of each other, hydrogen or an aliphatic, carbocyclic or araliphatic radical,… m is an integer from 2 to 10 and… n is an integer from 0 to 2,… with the proviso that m-n >/= 2. …<??>The radiation-sensitive mixture is particularly suitable for exposure with radiation having a wavelength of 190 to 300 nm.

Description

Die Erfindung betrifft ein positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch enthaltend eine photoaktive Komponente und ein in Wasser unlösliches, in wäßrigalkalischer Lösung lösliches, zumindest aber quellbares Bindemittel.The invention relates to a positive-working radiation-sensitive mixture containing a photoactive component and a water-insoluble binder which is soluble in aqueous alkaline solution, but at least swellable.

Photoaktive Diazoderivate enthaltende strahlungsempfindliche Gemische, die für eine Bestrahlung mit energiereicher UV-Strahlung geeignet sind, werden seit einiger Zeit in der Literatur beschrieben.Radiation-sensitive mixtures containing photoactive diazo derivatives and suitable for irradiation with high-energy UV radiation have been described in the literature for some time.

In der US-A-4,339,522 werden positiv arbeitende strahlungsempfindliche Gemische genannt, die als photoaktive Verbindung ein Diazoderivat der Meldrumsäure enthalten. Diese Verbindung soll für eine Belichtung mit energiereicher UV-Strahlung im Bereich zwischen 200 bis 300 nm geeignet sein. Es zeigte sich aber, daß bei Anwendung dieser Mischungen die photoaktive Verbindung unter den in der Praxis häufig eingesetzten höheren Verarbeitungstemperaturen ausgeschwitzt wird; das strahlungsempfindliche Gemisch verliert seine ursprüngliche Aktivität, so daß reproduzierbare Strukturierungen nicht möglich sind.US Pat. No. 4,339,522 mentions positive-working radiation-sensitive mixtures which contain a diazo derivative of Meldrum's acid as the photoactive compound. This compound should be suitable for exposure to high-energy UV radiation in the range between 200 to 300 nm. However, it was found that when these mixtures are used, the photoactive compound is exudated at the higher processing temperatures frequently used in practice; the radiation-sensitive mixture loses its original activity, so that reproducible structuring is not possible.

In den EP-A-0 198 674 und 0 262 864, in der US-A-4,622,283 sowie in der SU-A-1,004,359 werden 2-Diazo-cyclohexan-1,3-dion- bzw. -cyclopentan-1,3-dion-derivate als photoaktive Verbindungen für strahlungsempfindliche Gemische der beschriebenen Art bereitgestellt. Diese Verbindungen weisen eine geringere Flüchtigkeit auf, zeigen aber dafür, je nach vorliegenden Substitutionsmuster, eine schlechte Kompatibilität im strahlungsempfindlichen Gemisch. Dieses zeigt sich insbesondere bei Trocknung der Schichten durch ein Auskristallisieren der photoaktiven Verbindung, durch deren Unlöslichkeit in praxisgerechten Lösungsmitteln oder durch eine durch Phasenseparation hervorgerufene Schichtinhomogenität.In EP-A-0 198 674 and 0 262 864, in US-A-4,622,283 and in SU-A-1,004,359 2-diazo-cyclohexane-1,3-dione or -cyclopentane-1,3 -dione derivatives provided as photoactive compounds for radiation-sensitive mixtures of the type described. These compounds have a lower volatility but, depending on the substitution pattern present, show poor compatibility in the radiation-sensitive mixture. This is particularly evident when the layers dry by crystallizing the photoactive compound, by its insolubility in practical solvents or by a layer inhomogeneity caused by phase separation.

Weitere, im tiefen UV-Bereich empfindliche und positiv arbeitende photoaktive Verbindungen sind aus der EP-A-0 129,694 und der US-A-4,735,885 bekannt. Die in diesen Dokumenten beschriebenen Verbindungen zeigen den Nachteil, daß die aus diesen bei Belichtung gebildeten Carbene keine für die gewünschte Carbonsäurebildung ausreichende Stabilität in der Matrix aufweisen. Dies führt zu einem unzureichenden Löslichkeitsunterschied zwischen den belichteten und unbelichteten Bereichen im Entwickler und damit zu einer unerwünscht hohen Abtragsrate der unbelichteten Bereiche. Eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen geben C.G. Willson et al. in SPIE Vol. 771, "Advances in Resist Technology and Processing IV", 2 (1987).Further photoactive compounds which are sensitive and positive in the deep UV range are known from EP-A-0 129,694 and US-A-4,735,885. The compounds described in these documents have the disadvantage that the carbenes formed from them on exposure do not have sufficient stability in the matrix for the desired carboxylic acid formation. This leads to an insufficient solubility difference between the exposed and unexposed areas in the developer and thus to an undesirably high removal rate of the unexposed areas. A possible explanation for this phenomenon is given by C.G. Willson et al. in SPIE Vol. 771, "Advances in Resist Technology and Processing IV", 2 (1987).

In der EP-A-0 195 986 werden daher a-phosphorylsubsti tuierte Diazocarbonylverbindungen als photoaktive Verbindungen vorgeschlagen, da diese eine erhöhte Carbenstabilität aufweisen. In der Praxis dürften solche Verbindungen jedoch nur geringeren Einsatz finden, da potentiell als Dotiermittel verwendbare Atome, wie beispielsweise der in diesen Verbindungen enthaltene Phosphor, bei den Verarbeitungsprozessen peinlichst ausgeschlossen werden müssen.EP-A-0 195 986 therefore proposes a-phosphoryl-substituted diazocarbonyl compounds as photoactive compounds since these have increased carbene stability. In practice, however, such compounds should only be used to a lesser extent, since atoms which can potentially be used as dopants, such as, for example, the phosphorus contained in these compounds, have to be meticulously excluded in the processing processes.

H. Sugiyama, E. Ebata, A. Mizushima und K. Nate stellen in ihrem Aufsatz "Positive Excimer Laser Resist Prepared with Aliphatic Diazoketones" (SPIE Proc., 920, 51 (1988)) neue a-Diazoacetoacetate vor, die als photoaktive Verbindungen in positiv arbeitenden strahlungsempfindlichen Gemischen, insbesondere bei Verwendung von Strahlung im tiefen UV-Bereich, eingesetzt werden. Da es sich um Derivate der Acetoessigsäure handelt, ist die zur Estergruppe ß-ständige Ketogruppe direkt einer endständigen Methylgruppe benachbart. Strahlungsempfindliche Gemische, die die genannten Verbindungen als photoaktive Komponenten aufweisen, zeigen gute Ausbleicheigenschaften, ihre Eigenschaften hinsichtlich der Bilddifferenzierung sind aber schlecht.H. Sugiyama, E. Ebata, A. Mizushima and K. Nate present in their essay "Positive Excimer Laser Resist Prepared with Aliphatic Diazoketones" (SPIE Proc., 920, 51 (1988)) new a-diazoacetoacetates, which are used as photoactive Compounds in positive-working radiation-sensitive mixtures, in particular when using radiation in the deep UV range, are used. Since these are derivatives of acetoacetic acid, the keto group in the ß-position to the ester group is directly adjacent to a terminal methyl group. Radiation-sensitive mixtures which have the compounds mentioned as photoactive components show good bleaching properties, but their properties with regard to image differentiation are poor.

Die Aufgabe der Erfindung war es daher, ein positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch, enthaltend eine photoaktive Verbindung mit hoher Empfindlichkeit im tiefen UV-Bereich, bereitzustellen, das die zahlreichen beschriebenen Nachteile nicht aufweist, und eine gute Differenzierung zwischen den belichteten und unbe lichteten Schichtbereichen zuläßt. Darüber hinaus sollen die im strahlungsempfindlichen Gemisch enthaltenen photoaktiven Verbindungen mit den unterschiedlichsten, in der Praxis anwendbaren, Polymeren, insbesondere den Bindemitteln, gut verträglich sein, aus dem strahlungsempfindlichen Gemisch nicht ausschwitzen und eine hohe thermische Stabilität sowie eine praxisgerechte Lichtempfindlichkeit aufweisen.The object of the invention was therefore to provide a positive working radiation-sensitive mixture containing a photoactive compound with high sensitivity in the deep UV range, which does not have the numerous disadvantages described, and allows a good differentiation between the exposed and unexposed layer areas. In addition, the photoactive compounds contained in the radiation-sensitive mixture should be well tolerated with a wide variety of polymers which can be used in practice, in particular the binders, should not exude from the radiation-sensitive mixture and should have high thermal stability and practical sensitivity to light.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch Bereitstellen eines positiv arbeitenden strahlungsempfindlichen Gemisches, enthaltend im wesentlichen eine photoaktive Komponente und ein in Wasser unlösliches, aber in wäßriger alkalischer Lösung lösliches, zumindest aber quellbares Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß als photoaktive Komponente ein mehrfunktioneller -Diazo-ß-ketoester der allgemeinen Formel I verwendet wird,

Figure imgb0001
worin

  • R' einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen oder aromatischen Rest mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, wobei einzelne CH2-Gruppen durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder durch N -oder NH-Gruppen ersetzt sein können und/oder Ketogruppen enthalten,
  • X einen aliphatischen, cycloaliphatischen, carbocyclischen, heterocyclischen oder araliphatischen Rest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatome, wobei einzelne CH2-Gruppen durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder durch die Gruppen -NR2-, -C(O)-O-, -C(0)-NR2-, -C(O)- N -, -NR2-C(0)-NR3-, -0-C(0)-NR2-, -O-C(O)- N -, -O-C(O)-O- oder CH-Gruppen durch - N -ersetzt sein können, worin R2 und R3 voneinander unabhängig für Wasserstoff oder einen aliphatischen, carbocyclischen oder araliphatischen Rest stehen,
  • m eine ganze Zahl von 2 bis 10 und
  • n eine ganze Zahl von 0 bis 2
  • bedeuten, mit der Maßgabe, daß
  • m-n ≧ 2 ist.
The object is achieved by providing a positive-working radiation-sensitive mixture comprising essentially a photoactive component and a binder which is insoluble in water but soluble in aqueous alkaline solution, but at least swellable, characterized in that a multifunctional -diazo-ß is used as the photoactive component ketoester of the general formula I is used,
Figure imgb0001
wherein
  • R 'is an aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic or aromatic radical having 4 to 20 carbon atoms, it being possible for individual CH 2 groups to be replaced by oxygen or sulfur atoms or by N or NH groups and / or to contain keto groups,
  • X is an aliphatic, cycloaliphatic, carbocyclic, heterocyclic or araliphatic radical having 2 to 22 carbon atoms, individual CH 2 groups being represented by oxygen or sulfur atoms or by the groups -NR 2- , -C (O) -O-, -C ( 0) -NR 2- , -C (O) - N -, -NR 2- C (0) -NR 3- , -0-C (0) -NR 2- , -OC (O) - N -, -OC (O) -O- or CH groups can be replaced by - N -, where R 2 and R 3 independently of one another represent hydrogen or an aliphatic, carbocyclic or araliphatic radical,
  • m is an integer from 2 to 10 and
  • n is an integer from 0 to 2
  • mean with the proviso that
  • mn ≧ 2.

R2 und R3 bedeuten in der bevorzugten Ausführungsform Wasserstoff, (C1-C3)Alkyl, (C6-C12)Aryl oder (C6-C11)Aralkyl, wobei die Reste - insbesondere Aryl oder Aralkyl - am Kern durch Alkyl, Alkoxy, Halogen oder Amino ebenso substituiert sein können. Besonders bevorzugt bedeuten R2 und R3 Wasserstoff oder (C1-C3)Alkyl, insbesondere aber Wasserstoff.In the preferred embodiment, R 2 and R 3 are hydrogen, (C 1 -C 3 ) alkyl, (C 6 -C 12 ) aryl or (C 6 -C 11 ) aralkyl, the radicals - in particular aryl or aralkyl - on the core can also be substituted by alkyl, alkoxy, halogen or amino. R 2 and R 3 are particularly preferably hydrogen or (C 1 -C 3 ) alkyl, but in particular hydrogen.

Die für R' und X stehenden Reste können ggf. substituiert sein, insbesondere durch (C1-C3)Alkyl, (C1-C3)Alkoxy, Halogen, Amino oder Nitro. Bevorzugt sind Reste R1 und X, die substituiert sind durch (Ci-C3)-Alkyl oder (C1-C3)Alkoxy. Insbesondere wenn R' und X für einen Alkylrest stehen, werden die unsubstituierten Derivate bevorzugt.The radicals for R 'and X can optionally be substituted, in particular by (C 1 -C 3 ) alkyl, (C 1 -C 3 ) alkoxy, halogen, amino or nitro. R 1 and X, which are substituted are preferably (Ci-C 3) alkyl or (C 1 -C 3) alkoxy. The unsubstituted derivatives are preferred in particular when R 'and X are an alkyl radical.

Die aliphatischen Reste R1 können sowohl geradkettig als auch verzweigt sein. Die Zahl der Kettenglieder beträgt hierbei bevorzugt 4 bis 10, insbesondere 4 bis 8. Hierunter fallen die besonders bevorzugten reinen Kohlenstoffketten wie auch die substituierten, in denen CH2-Gruppen durch Sauerstoffatome oder -NH-Gruppen ersetzt und/oder Ketogruppen enthalten sind, worunter Ether-, Keto-, Ester-, Amido- oder Imidogruppen fallen, d.h. auch Ester der Carbaminsäure. In den reinen aliphatischen Resten R' treten Ethergruppen besonders bevorzugt zweimal pro Rest R' auf. Sofern es sich um reine, insbesondere geradkettige, Kohlenstoffketten handelt, ist eine Begrenzung der Kohlenstoffzahl nicht zwingend; es können durchaus aliphatische Reste mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt ist dennoch der t-Butylrest.The aliphatic radicals R 1 can be either straight-chain or branched. The number of chain links here is preferably 4 to 10, in particular 4 to 8. This includes the particularly preferred pure carbon chains as well as the substituted ones, in which CH 2 groups are replaced by oxygen atoms or -NH groups and / or keto groups are included, including Ether, keto, ester, amido or imido groups fall, ie also esters of carbamic acid. In the pure aliphatic radicals R ', ether groups occur particularly preferably twice per radical R'. If the chains are pure, in particular straight-chain, carbon chains, a limitation of the carbon number is not mandatory; aliphatic radicals with up to 20 carbon atoms can be used. However, the t-butyl radical is particularly preferred.

Sofern R' ein cycloaliphatischer Rest bedeutet, ist die Zahl der Ringglieder bevorzugt 4, 5, 6 oder 12, insbesondere 4, 5 oder 6. Die unsubstituierten Varianten werden besonders bevorzugt. Als Beispiele gelten der Cyclobutyl-, Cyclopentyl- und der Cyclohexylrest. Besonders bevorzugt ist der Cyclohexylrest.If R 'is a cycloaliphatic radical, the number of ring members is preferably 4, 5, 6 or 12, in particular 4, 5 or 6. The unsubstituted variants are particularly preferred. The cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl radicals are examples. The cyclohexyl radical is particularly preferred.

Ist R' ein araliphatischer Rest, so ist die Zahl der Glieder des aliphatischen Teils 2 bis 11, insbesondere 2 bis 5. Sofern es sich um eine reine Kohlenstoffkette im aliphatischen Teil handelt, ist die Anzahl der C-Atome bevorzugt 1 oder 2. Werden CH2-Gruppen durch Sauerstoffatome ersetzt, so können diese als Brückenglied zwischen aromatischem und aliphatischem Teil des Rests R' vorkommen, aber auch im aliphatischen Teil. In beiden Fällen ist es besonders bevorzugt, wenn die verbleibende Gesamtzahl der Kohlenstoffatome als Kettenglieder im aliphatischen Teil dieses Restes 1 oder 2 beträgt, wobei das EtherSauerstoffatom im Falle von 2 Kohlenstoffatomen als Kettenglieder in der Weise angeordnet ist, daß es von beiden CH2-Gruppen benachbart ist. Hierunter sind zu nennen der Benzyl-, der Phenoxymethylen- und der Benzyloxymethylenrest. Werden zusätzlich noch weitere CH2-Gruppen im aliphatischen Teil des araliphatischen Restes R1 durch Heteroatome ersetzt und/oder Substitutionen an diesem vorgenommen, so ist die Gesamtzahl der Kettenglieder des aliphatischen Teils 3 bis 5. Hierunter fallen u.a. über Estergruppen gebundene Phenyl- oder Benzylreste, aber auch die Benzyl- oder Phenylester der Carbaminsäure. Der aliphatische Teil kann aber auch die Imidogruppe einer aromatischen Dicarbonsäure darstellen. Der aromatische Teil eines solchen Restes besteht insbesondere aus 6 C-Atomen. Wenn der aromatische Teil des araliphatischen Restes direkt benachbart zur Ketogruppe steht, d.h. als Arylenrest eingebunden ist, so gelten für den darin vorkommenden aliphatischen Teil keine Beschränkungen hinsichtlich der Zahl mindestens vorkommender C-Atome.If R 'is an araliphatic radical, the number of links in the aliphatic part is 2 to 11, in particular 2 to 5. If it is a pure carbon chain in the aliphatic part, the number of C atoms is preferably 1 or 2. CH 2 groups replaced by oxygen atoms, these can occur as a bridge between the aromatic and aliphatic part of the radical R ', but also in the aliphatic part. In both cases, it is particularly preferred if the remaining total number of carbon atoms as chain links in the aliphatic part of this radical is 1 or 2, the ether oxygen atom in the case of 2 carbon atoms being arranged as chain links in such a way that it is from both CH 2 groups is adjacent. These include the benzyl, phenoxymethylene and benzyloxymethylene radicals. If, in addition, further CH 2 groups in the aliphatic part of the araliphatic radical R 1 are replaced by heteroatoms and / or substitutions are carried out on them, the total number of chain links in the aliphatic part is 3 to 5. These include phenyl or benzyl radicals bonded via ester groups , but also the benzyl or phenyl esters of carbamic acid. The aliphatic part can also represent the imido group of an aromatic dicarboxylic acid. The aromatic part of such a residue consists in particular of 6 carbon atoms. If the aromatic part of the araliphatic radical is directly adjacent to the keto group, that is to say is incorporated as an arylene radical, then there are no restrictions on the number of C atoms present at least for the aliphatic part occurring therein.

Die aromatischen Reste R1 weisen bevorzugt keine Heteroatome wie z.B. Sauerstoff in ihrem Ringsystem auf. Ist R' ein aromatischer Rest, so enthält er bevorzugt 6 bis 12 C-Atome, insbesondere 6 C-Atome, d.h. entspricht einem Phenylrest. Aromatische Reste R' sind aber nicht bevorzugt.The aromatic radicals R 1 preferably have no heteroatoms such as oxygen in their ring ystem on. If R 'is an aromatic radical, it preferably contains 6 to 12 carbon atoms, in particular 6 carbon atoms, ie corresponds to a phenyl radical. Aromatic radicals R 'are not preferred.

Insgesamt sind als besonders bevorzugte Reste R' t-Butyl, n-Hexyl, Nonyl, Octadecyl, 2,5-Dioxahexyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Benzyl, Phenoxymethyl und Benzyloxymethyl zu nennen. Insbesondere bevorzugt ist der t-Butyl-, Phenoxymethyl- und der Cyclohexylrest.Overall, particularly preferred radicals are R 't-butyl, n-hexyl, nonyl, octadecyl, 2,5-dioxahexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, benzyl, phenoxymethyl and benzyloxymethyl. The t-butyl, phenoxymethyl and cyclohexyl radical is particularly preferred.

X steht für einen aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest, der gesättigt wie auch ungesättigt sein kann, einen carbocyclischen, heterocyclischen oder araliphatischen Rest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere mit 2 bis 17 Kohlenstoffatomen. In diesen Resten kann zudem mindestens eine CH2-Gruppe durch Heteroatome wie Sauerstoff, Schwefel oder durch Gruppen wie -NR2-, -C(O)-O-, -C(CO)-NR2-, -C(O)-N -, -NR2-(CO)-NR3-, -0-C(CO)-NR2-, -O-C(O)-N- oder -O-C(CO)-O- oder CH-Gruppen durch -N- ersetzt sein. Insbesondere bevorzugt sind bei den aliphatischen oder araliphatischen Resten diejenigen Varianten, in denen maximal zwei CH2-Gruppen durch einen Typ der oben genannten Gruppen ersetzt worden sind. Werden CH2-Gruppen durch Heteroatome ersetzt, so kann die Anzahl dieser bevorzugt maximal 5, insbesondere maximal 3 sein. Dabei ist besonders bevorzugt, wenn alle zu ersetzenden CH2-Gruppen durch Heteroatome eines Typs ersetzt werden.X represents an aliphatic or cycloaliphatic radical, which can be saturated as well as unsaturated, a carbocyclic, heterocyclic or araliphatic radical with 2 to 22 carbon atoms, in particular with 2 to 17 carbon atoms. In these radicals, at least one CH 2 group can also be replaced by heteroatoms such as oxygen, sulfur or by groups such as -NR 2- , -C (O) -O-, -C (CO) -NR 2- , -C (O) - N -, -NR 2- (CO) -NR 3- , -0-C (CO) -NR 2- , -OC (O) -N- or -OC (CO) -O- or CH groups -N- be replaced. Particularly preferred for the aliphatic or araliphatic radicals are those variants in which a maximum of two CH 2 groups have been replaced by one type of the above-mentioned groups. If CH 2 groups are replaced by heteroatoms, the number of these can preferably be at most 5, in particular at most 3. It is particularly preferred if all of the CH 2 groups to be replaced are replaced by heteroatoms of one type.

Handelt es sich um einen unsubstituierten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest X, so enthält dieser in der bevorzugten Variante maximal 6 Kohlenstoffatome. Zu den ungesättigten aliphatischen Resten X zählen insbesondere solche, deren CH2- bzw. CH-Gruppen nicht durch Heteroatome bzw. den obengenannten Gruppen ersetzt sind. Sie enthalten in ihrer besonderen Ausführungsform maximal eine C-C-Mehrfachbindung; die Zahl der Kettenglieder ist in einem solchen Rest besonders bevorzugt 4. Die genannten Reste X können sowohl 2- wie auch 3-bindig sein, bevorzugt ist allerdings, wenn X 2-bindig ist.If it is an unsubstituted, saturated or unsaturated aliphatic radical X, in the preferred variant it contains a maximum of 6 carbon atoms. The unsaturated aliphatic radicals X include, in particular, those whose CH 2 or CH groups have not been replaced by heteroatoms or the above-mentioned groups. In their particular embodiment, they contain a maximum of one CC multiple bond; the number of chain links in such a radical is particularly preferred 4. The radicals X mentioned can be either 2- or 3-membered, but is preferred if X is 2-membered.

Werden in die aliphatischen Reste X CH2-Gruppen durch Heteroatome ersetzt, so werden diese bevorzugt von Alkylenresten mit jeweils mindestens 2 CH2-Gruppen eingebunden. Ist Schwefel das Heteroatom im aliphatischen Rest X, so kommt dieser besonders bevorzugt pro Rest lediglich einmal vor. Er ist insbesondere von Alkylresten mit jeweils maximal 3 CH2-Gruppen umgeben. Wird Sauerstoff als Heteroatom im aliphatischen Rest eingesetzt, so kann dieser häufiger pro Rest vorkommen, insbesondere 2 bis 4 mal. In diesem Fall enthalten die Alkylenreste, in die zwei Sauerstoffatome eingebunden sind, mindestens 3 CH2-Gruppen.If X CH 2 groups are replaced by heteroatoms in the aliphatic radicals, these are preferably bound by alkylene radicals each having at least 2 CH 2 groups. If sulfur is the hetero atom in the aliphatic radical X, this is particularly preferably only once per radical. It is surrounded in particular by alkyl radicals with a maximum of 3 CH 2 groups each. If oxygen is used as a hetero atom in the aliphatic radical, this can occur more frequently per radical, in particular 2 to 4 times. In this case, the alkylene radicals in which two oxygen atoms are incorporated contain at least 3 CH 2 groups.

Ist die Anzahl der Kohlenstoffatome im unsubstituierten aliphatischen Rest größer als 3, so liegt dieser Alkylenrest insbesondere als verzweigtes Isomeres vor. Insbesondere bevorzugt ist der t-Butyi- oder der t-Pentylrest.If the number of carbon atoms in the unsubstituted aliphatic radical is greater than 3, this alkylene radical is present in particular as a branched isomer. The t-butyl or t-pentyl radical is particularly preferred.

Im Rest X können auch mehrere Alkylreste, insbesondere der t-Butyl- oder t-Pentylrest, über Heteroatome oder CH2-Gruppen ersetzende Gruppen, die oben genannt sind, verbunden sein. Dies ist dann besonders bevorzugt, wenn diese Reste mehr als zweibindig sind:

  • Sofern die t-Butyl oder t-Pentylreste dreibindig sind, ist m mindestens 3. m = 4 wird bevorzugt erreicht, indem ein zweibindiger t-Pentyl- oder t-Butylrest im Rest X zweimal vorliegt. m = 4 wird auch erreicht, indem ein zweibindiger Propylrest am Rest X zweimal vorkommt.
  • m = 6 wird bevorzugt erreicht, indem zwei dreibindige Reste (t-Butyl oder t-Pentyl) oder drei zweibindige Propylreste im Rest X vorliegen. m = 8 wird z.B. erreicht durch die Kombination von 4 zweibindigen Resten oder von 2 dreibindingen Resten mit einem zweibindigen Rest.
In the X radical, a plurality of alkyl radicals, in particular the t-butyl or t-pentyl radical, can also be connected via groups which replace heteroatoms or CH 2 groups and which are mentioned above. This is particularly preferred if these residues are more than double-bonded:
  • If the t-butyl or t-pentyl radicals are trivalent, m is at least 3. m = 4 is preferably achieved by having a double-bonded t-pentyl or t-butyl radical in the radical X twice. m = 4 is also achieved by having a double-bonded propyl radical on the X radical twice.
  • m = 6 is preferably achieved by having two three-bonded radicals (t-butyl or t-pentyl) or three double-bonded propyl radicals in the X radical. m = 8 is achieved, for example, by combining 4 double-bonded residues or 2 triple-bonded residues with one double-bonded residue.

Die mehr als Zweibindigkeit des Restes X kann auch dadurch erreicht werden, daß mehr als zweibindige Heteroatome enthalten sind: Wird im aliphatischen Rest X eine CH-Gruppe durch - N - ersetzt, so können m-Werte von 2 bis 3 erreicht werden. Werden zwei CH-Gruppen durch - N -ersetzt, so kann m maximal 4 erreichen; sofern diese Teil eines cycloaliphatischen Ringes darstellen, ist m maximal 2.The more than two-bonded radical X can also be achieved by containing more than two-bonded heteroatoms: If a CH group is replaced by - N - in the aliphatic radical X, m values of 2 to 3 can be achieved. If two CH groups are replaced by - N -, m can reach a maximum of 4; if these are part of a cycloaliphatic ring, m is a maximum of 2.

In allen Fällen, in denen im Rest X CH-Gruppen durch - y - ersetzt werden, findet bevorzugt keine Substitution einer CH2-Gruppe durch ein weiteres Heteroatom oder durch eine der obenbeschriebenen Gruppen statt. Die Anzahl oer CH2-Gruppen, die zwischen dem Stickstoffheteroatom und dem an den Rest X gebundenen Rest nach der allgemeinen Formel I liegen, beträgt mindestens 2; insbesondere ist diese die Zahl 2.In all cases in which CH groups are replaced by - y - in the X radical, there is preferably no substitution of a CH 2 group by another hetero atom or by one of the groups described above. The number of CH 2 groups between the nitrogen hetero atom and the radical bonded to the radical X according to the general formula I is at least 2; in particular, this is the number 2.

Reine cycloaliphatische Reste, d.h. unsubstituierte, als Varianten des Restes X sind nicht bevorzugt. Als cycloaliphatischer Rest wird insbesondere der Cyclohexylrest genannt. Dieser kann aber substituiert sein, insbesondere durch Hydroxyl und/oder Alkyl oder Alkylen, wobei dessen Bindigkeit (d.h. m) bevorzugt durch die Anzahl der Alkylensubstituenten am cycloaliphatischen Rest bestimmt wird. Ganz besonders bevorzugt ist ein Cyclohexylrest, der vier Methylengruppen als Substituenten enthält, die gleichzeitig die Bindung der -Diazo-ß-ketoester-Einheiten nach der allgemeinen Formel I gewährleistet (m = 4). Besonders bevorzugt ist, wenn dieser Rest X noch eine Hydroxylgruppe, insbesondere eine sekundäre Hydroxylgruppe, enthält, so daß n = 1 ist.Pure cycloaliphatic residues, i.e. unsubstituted, as variants of the radical X are not preferred. The cyclohexyl radical is mentioned in particular as the cycloaliphatic radical. However, this can be substituted, in particular by hydroxyl and / or alkyl or alkylene, the binding (i.e. m) of which is preferably determined by the number of alkylene substituents on the cycloaliphatic radical. A cyclohexyl radical which contains four methylene groups as substituents, which at the same time ensures the binding of the -diazo-β-ketoester units of the general formula I (m = 4), is very particularly preferred. It is particularly preferred if this radical X also contains a hydroxyl group, in particular a secondary hydroxyl group, so that n = 1.

Zumeist handelt es sich bei den cycloaliphatischen Resten als Variante des Restes X mehr um eine Kombination aus einem cycloaliphatischen und einem kettenförmigen aliphatischen Teil. In diesem Fall ist der cycloaliphatische Teil bevorzugt nicht in der Weise substituiert, daß CHz-Gruppen aus diesem Teil durch Heteroatome oder durch Gruppen aus der obengenannten Reihe ersetzt sind.Most of the time, the cycloaliphatic radicals as a variant of the radical X are more Combination of a cycloaliphatic and a chain-shaped aliphatic part. In this case, the cycloaliphatic part is preferably not substituted in such a way that CHz groups from this part are replaced by heteroatoms or by groups from the series mentioned above.

Als eine Ausnahme gilt ein sechsgliedriger Ring (Hete rocyclus) aus drei Carbonsäureamideinheiten, in dem die Koppelung der a-Diazo-ß-ketoester-Einheiten der allgemeinen Fromel I über Ethylengruppen an den Amidostickstoff erfolgt. m ist daher 3 und n ist 0.An exception is a six-membered ring (heterocycle) consisting of three carboxamide units, in which the a-diazo-β-ketoester units of the general formula I are coupled to the amido nitrogen via ethylene groups. m is therefore 3 and n is 0.

Wenn X aber eine Kombination aus einem reinen cycloaliphatischen Teil und einem oder mehreren kettenförmigen aliphatischen Teilen mit 2 oder mehreren Kohlenstoffatomen ist, so ist der cycloaliphatische Teil insbesondere direkt benachbart zu einer CH2-Gruppe, die durch eine der obengenannten Heteroatome oder Gruppen ersetzt ist. Besonders bevorzugt ist diejenige Variante, in der der cycloaliphatische Teil direkt benachbart ist zu einem Stickstoffatom, insbesondere zu den Gruppen

Figure imgb0002
In diesem Fall wird als cycloaliphatischer Teil bevorzugt ein Cyclohexylrest eingesetzt, der sowohl einbindig wie auch zweibindig sein kann, letzteres bevorzugt in 1,4-Position. In beiden Fällen erfolgt die Verknüpfung einer der freien Valenzen der Reste
Figure imgb0003
mit der -Diazo-ß-ketoester-Einheit nach der allgemeinen Formel I über ein Alkylenrest mit mindestens 2 CH2-Einheiten. Sofern es sich um einen
Figure imgb0004
Rest handelt, ist als verknüpfende Gruppe bevorzugt ein t-Butylenrest formuliert. Sofern es sich um einen
Figure imgb0005
Rest handelt, d.h. die diskutierte Verknüpfung über das Sauerstoff atom dieser Gruppe erfolgt, wird bevorzugt ein Ethylenrest als verknüpfende Gruppe eingesetzt.However, if X is a combination of a pure cycloaliphatic part and one or more chain-shaped aliphatic parts with 2 or more carbon atoms, the cycloaliphatic part is in particular directly adjacent to a CH 2 group which is replaced by one of the hetero atoms or groups mentioned above. The variant in which the cycloaliphatic part is directly adjacent to a nitrogen atom, in particular to the groups, is particularly preferred
Figure imgb0002
In this case, a cyclohexyl radical is preferably used as the cycloaliphatic part, which can be both monovalent and double-bonded, the latter preferably in the 1,4-position. In both cases, one of the free valences of the residues is linked
Figure imgb0003
with the -diazo-ß-ketoester unit according to general formula I via an alkylene radical having at least 2 CH 2 units. Unless it's a
Figure imgb0004
Radical, a t-butylene radical is preferably formulated as a linking group. Unless it's a
Figure imgb0005
The remainder acts, ie the discussed linkage takes place via the oxygen atom of this group, an ethylene residue is preferably used as the linking group.

Handelt es sich um einen araliphatischen Rest als Variante der Gruppe X, so kann der aromatische Teil, insbesondere ein Phenyl-, bzw. wenn Zweibindigkeit vorliegt, ein Phenylenrest, sowohl über ein Stickstoffatom wie auch über ein Sauerstoffatom gebunden sein. Bevorzugt ist allerdings auch hier - wenn beide Atome zur Auswahl stehen - das Stickstoffatom. Als Beispiel, in dem der aromatische Teil direkt über ein Sauerstoffatom gebunden ist, zählt ein über eine Ethylengruppe an die a-Diazo-ß-Ketoester-Einheit gebundenes Ethersauerstoffatom. Als dritte Variante ergibt sich in diesem Fall noch die Möglichkeit, daß der aromatische Rest, insbesondere wenn er einbindig ist, über die Ketogruppe eines Restes

Figure imgb0006
gebunden vorliegt. Das Stickstoffatom trägt in diesem Fall insbesondere einen Ethylenrest. Im Falle des Vorliegens eines araliphatischen Restes X ist der über das Stickstoffatom eines eine CH2-Gruppe ersetzenden Restes
Figure imgb0007
gebundene aliphatische Teil des Restes X insbesondere ein t-Butylen- oder ein Ethylenrest; ist der aliphatische Teil über das Sauerstoffatom gebunden, so ist dieser besonders bevorzugt ein Ethylenrest.If it is an araliphatic radical as a variant of group X, the aromatic part, in particular a phenyl radical, or if there is a double bond, a phenylene radical can be bound both via a nitrogen atom and via an oxygen atom. However, the nitrogen atom is preferred here too - if both atoms are available for selection. An example in which the aromatic part is bonded directly via an oxygen atom is an ether oxygen atom bonded to the a-diazo-β-ketoester unit via an ethylene group. The third variant in this case is the possibility that the aromatic radical, especially if it is monovalent, via the keto group of a radical
Figure imgb0006
is bound. In this case, the nitrogen atom carries in particular an ethylene radical. If an araliphatic radical X is present, it is a radical which replaces a CH 2 group via the nitrogen atom
Figure imgb0007
bound aliphatic part of the radical X, in particular a t-butylene or an ethylene radical; if the aliphatic part is bonded via the oxygen atom, this is particularly preferably an ethylene radical.

Daß über das Sauerstoffatom der obengenannten, eine CHz-Gruppe im Rest X zu ersetzenden Gruppen bevorzugt eine Ethylengruppe gebunden ist, läßt sich auch auf aliphatische Reste im allgemeinen übertragen, während über das Stickstoffatom sowohl Ethylenreste wie auch höhere aliphatische Reste, insbesondere aus Kohlenstoffketten mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen, gebunden sind. Bevorzugt ist der t-Butylenrest.The fact that an ethylene group is preferably bonded via the oxygen atom of the above-mentioned groups to replace a CH z group in the X radical can also be transferred to aliphatic radicals, while both the ethylene radicals and higher aliphatic radicals, in particular from carbon chains, are also present via the nitrogen atom more than 3 carbon atoms. The t-butylene radical is preferred.

Sofern es sich um araliphatische und aliphatische Reste X handelt, werden bevorzugt maximal 2 CH2-Gruppen durch Reste wie

Figure imgb0008
ersetzt. Der Rest
Figure imgb0009
als Ersatz für ein CH-Gruppe liegt in der besonders bevorzugten Ausführungsform nur einmal in einem Rest X vor.If it is araliphatic and aliphatic radicals X, preferably a maximum of 2 CH 2 groups by radicals such as
Figure imgb0008
replaced. The rest
Figure imgb0009
in the particularly preferred embodiment, a substitute for a CH group is present only once in a radical X.

In den oben dargestellten Varianten der Reste R1 und X ist m bevorzugt eine ganze Zahl von 2 bis 8 und n eine ganze Zahl von 0 bis 2.In the variants of the radicals R 1 and X shown above, m is preferably an integer from 2 to 8 and n is an integer from 0 to 2.

Besonders bevorzugt ist m eine ganze Zahl von 2 bis 6 und n = 0.M is particularly preferably an integer from 2 to 6 and n = 0.

Die vorstehend näher charakterisierten, im erfindungsgemäßen positiv arbeitenden strahlungsempfindlichen Gemisch eingesetzten a-Diazo-ß-ketoester der allgemeinen Formel I, sind als photoaktive Komponenten hervorragend geeignet. Insbesondere zeigen diese Verbindungen eine hohe Absorption bei Belichtung mit Strahlung einer Wellenlänge von 190 bis 350 nm, bevorzugt von 200 bis 300 nm. Die mehrfunktionellen Verbindungen nach der allgemeinen Formel I sowie deren Herstellung werden in der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung P (Hoe 89/K 002) beschrieben.The a-diazo-.beta.-keto esters of the general formula I characterized in more detail above and used in the positive-working radiation-sensitive mixture according to the invention are outstandingly suitable as photoactive components. In particular, these compounds show a high absorption when exposed to radiation with a wavelength of 190 to 350 nm, preferably of 200 to 300 nm. The multifunctional ones Compounds according to general formula I and their preparation are described in German patent application P (Hoe 89 / K 002), which was filed at the same time.

Beim Verfahren zur Herstellung der -Diazo-ß-ketoester hat sich als besonders günstig erwiesen, zunächst geeignete Vorstufen für ß-Ketoester der allgemeinen Formel II zu synthetisieren und diese in einer Folgereaktion durch einen sogenannten Diazotransfer in die -Diazo-ß-ketoester der Formel I zu überführen (vgl. M. Regitz et al., Org. Prep. Proced., 1, 99 (1969)):

Figure imgb0010
In the process for the preparation of the -diazo-β-keto esters, it has proven to be particularly advantageous to first synthesize suitable precursors for β-keto esters of the general formula II and to do this in a subsequent reaction by means of a so-called diazo transfer into the -Diazo-β-keto esters of the formula I to transfer (see M. Regitz et al., Org. Prep. Proced., 1, 99 (1969)):
Figure imgb0010

Zu diesem Zweck wird ein ß-Ketoester der allgemeinen Formel II (in der R, und X die in Formel 1 angegebene Bedeutung aufweisen) in der 5 bis 50fachen, bevorzugt 10fachen Menge (bezogen auf das Gemisch) eines geeigneten Lösungsmittel gelöst und die Lösung auf eine Temperatur zwischen -15° C bis +15° C, bevorzugt -5° C bis +5° C gekühlt. Als Lösungsmittel geeignet sind Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Alkoholether wie Ethylenglykolmonomethylether, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan oder Trichlormethan oder bevorzugt aliphatische Nitrile, wie Acetonitril oder Gemische dieser Lösungsmittel. Besonders werden dabei solche bevorzugt, die einen Siedepunkt zwischen 30° C und 140 C aufweisen. Die eigentliche erfindungsgemäße Umsetzung kann nach 3 Varianten durchgeführt werden.For this purpose, a β-keto ester of the general formula II (in which R and X have the meaning given in formula 1) is dissolved in 5 to 50 times, preferably 10 times the amount (based on the mixture) of a suitable solvent and the solution is dissolved a temperature between -15 ° C to + 15 ° C, preferably -5 ° C to + 5 ° C cooled. Suitable solvents are alcohols such as methanol, ethanol, alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane or trichloromethane or preferably aliphatic nitriles such as acetonitrile or mixtures of these solvents. Those having a boiling point between 30 ° C. and 140 ° C. are particularly preferred. The actual implementation according to the invention can be carried out in 3 variants.

Variante A:Option A:

Die gekühlte Lösung wird mit dem 1- bis 1,3-fachen Überschuß - bezogen auf die Anzahl der umzusetzenden aktivierten Methylengruppen - eines Diazotransferreagenzes versetzt. Als Transferreagenzien haben sich insbesondere aromatische und aliphatische Sulfonylazide, wie Toluolsulfonylazid, 4-Carboxyphenylsulfonylazid, 2-Naphthalinsulfonylazid oder Methylsulfonylazid bewährt. Bezogen auf das Sulfonylazid wird dann die äquimolare Menge einer Base, bevorzugt eines tertiären Amins, zu der Lösung hinzugefügt. Die Temperatur der Mischung muß dabei konstant gehalten werden. Bevorzugte Amine sind beispielsweise Triethylamin, Triisopropylamin oder Diaza-bicyclo[2.2.2]octan. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Triethylamin als Base. Die erhaltene Mischung wird 5 bis 50 Minuten, bevorzugt 10 bis 15 Minuten, bei der vorgegebenen Temperatur gerührt, auf Raumtemperatur erwärmt und dabei weitere 1 bis 24 Stunden, bevorzugt 2 bis 4 Stunden, gerührt. Je nach Art des eingesetzten Sulfonylazids kann das dabei gebildete Sulfonylamid ausfallen, so daß es nach Beendigung der Reaktion ggf. abfiltiert wird.The cooled solution is mixed with a 1 to 1.3-fold excess, based on the number of activated methylene groups to be reacted, of a diazo transfer reagent. Aromatic and aliphatic sulfonyl azides, such as toluenesulfonyl azide, 4-carboxyphenylsulfonyl azide, 2-naphthalenesulfonyl azide or methylsulfonyl azide, have proven particularly useful as transfer reagents. Based on the sulfonyl azide, the equimolar amount of a base, preferably a tertiary amine, is then added to the solution. The temperature of the mixture must be kept constant. Preferred amines are, for example, triethylamine, triisopropylamine or diazabicyclo [2.2.2] octane. The use of triethylamine as the base is particularly preferred. The mixture obtained is stirred for 5 to 50 minutes, preferably 10 to 15 minutes, at the predetermined temperature, warmed to room temperature and stirred for a further 1 to 24 hours, preferably 2 to 4 hours. Depending on the type of sulfonyl azide used, the sulfonylamide formed can precipitate out, so that it may be filtered off after the reaction has ended.

Variante B:Variant B:

Alternativ zu Variante A können auch der ß-Ketoester der allgemeinen Formel II und das Amin unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen vorgelegt werden und das Sulfonylazid anschließend unter Beibehaltung der Temperatur zudosiert werden.As an alternative to variant A, the β-keto ester of the general formula II and the amine can also be introduced under the conditions described above and the sulfonyl azide can then be metered in while maintaining the temperature.

Variante C:Variant C:

Als besonders günstig hat sich jedoch eine modifizierte Variante A erwiesen, in der die Lösung des ß-Ketoesters der allgemeinen Formel II zunächst nur mit dem 0,7 bis 0,9-fachen Überschuß - bezogen auf die Anzahl der umzusetzenden aktivierten Methylengruppen - eines Sulfonylazids, bevorzugt Toluolsulfonylazid, versetzt wird und unter Beibehaltung der vorgegebenen Temperatur die Gesamtmenge des Amins zusetzt wird. Die Mischung wird dann ggf. unter Erwärmung auf Raumtemperatur gerührt. Nach etwa 10 - 120 Minuten ist das Toluolsulfonylazid chromatographisch nicht mehr nachweisbar. Hierauf wird die Mischung ggf. erneut gekühlt und diesmal mit dem 0,6 bis 0,1-fachen Überschuß von 4-Carboxyphenylsulfonylazid versetzt, so daß ein Gesamtüberschuß an Sulfonylazid entsprechend der Varinate A entsteht. Die Rohprodukte, die nach dieser Variante hergestellt werden, zeigen eine hohe Reinheit.However, a modified variant A has proven to be particularly favorable, in which the solution of the β-keto ester of the general formula II initially only with a 0.7 to 0.9-fold excess, based on the number of activated methylene groups to be reacted, of a sulfonyl azide , preferably toluenesulfonyl azide, is added and the total amount of the amine is added while maintaining the predetermined temperature. The mixture is then stirred, if necessary, while warming to room temperature. After about 10 to 120 minutes, the toluenesulfonyl azide can no longer be detected by chromatography. The mixture is then cooled again, if necessary, and this time the 0.6 to 0.1-fold excess of 4-carboxyphenylsulfonyl azide is added, so that a total excess of sulfonyl azide corresponding to Varinate A is formed. The raw products that are produced according to this variant show a high degree of purity.

Das nach den Varianten A bis C erhaltene Gemisch wird vom Lösungsmittel und überschüssigen Reagenzien befreit und in einem inerten, nicht mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, insbesondere Dichlormethan oder Diethyl ether, aufgenommen. Die Mischung wird zur Entfernung von Sulfonylamidresten zweimal mit 5%iger Kalilauge und anschließend mit Wasser neutral gewaschen, über einem geeigneten Trocknungsmittel getrocknet und erneut vom Lösungsmittel befreit. Der verbleibende Rückstand, insbesondere bei Anwendung der Variante C fast ausschließlich aus reinem a-Diazo-ß-ketoester der allgemeinen Formel I bestehend, kann nach bekannten Methoden, beispielsweise mittels Kristallisation oder Chromatographie, aufgearbeitet werden.The mixture obtained according to variants A to C is freed from the solvent and excess reagents and taken up in an inert, water-immiscible solvent, in particular dichloromethane or diethyl ether. To remove sulfonylamide residues, the mixture is washed twice with 5% potassium hydroxide solution and then with water until neutral, dried over a suitable drying agent and again freed from the solvent. The remaining residue, in particular when using variant C consisting almost entirely of pure a-diazo-β-keto ester of the general formula I, can be worked up by known methods, for example by means of crystallization or chromatography.

Die Herstellung der zur Umsetzung zu den a-Diazo-ß-ketoestern der allgemeinen Formel I erforderlichen ß-Ketoester der allgemeinen Formel II kann auf unterschiedliche, in der Literatur bekannte, Verfahrensweisen erfolgen:

  • 1. Entsprechend dem Schema 2 erfolgt eine Umsetzung eines monofunktionellen 5-Acyl-2,2-dialkyl-1,3-dioxan-4,6-dions (5-Acyl-meldrumsäure) der allgemeinen Formel III mit einem mehrwertigen Alkohol der allgemeinen Formel IV zum mehrfunktionellen ß-Ketoester der allgemeinen Formel II. Die Herstellung von 5-Acyl-meldrumsäure-derivaten der allgemeinen Formel III und deren Umsetzung zu ß-Ketoestern der allgemeinen Formel II ist für monofunktionelle Verbindungen bekannt und kann beispielsweise analog zu den Vorschriften von Y. Oikawa et al., J. Org. Chem., 43, 2087 (1987) durch Umsetzung von Säurechloriden mit Meldrumsäure, oder analog zu Vor schrift von P. Houghton und D.J. Lapham, Synthesis, 1982, 451ff, erfolgen. Die Produkte werden in ihrer Enolform isoliert.
    Figure imgb0011
  • 2. Entsprechend dem Schema 3 erfolgt die Umsetzung eines monofunktionellen ß-Ketoesters, bevorzugt eines Methyl- oder Ethylesters der allgemeinen Formel V, mit einem mehrwertigen Alkohol der allgemeinen Formel IV zum mehrfunktionellen ß-Ketoester der allgemeinen Formel II. Die Umesterungsreaktion zur Herstellung von monofunktionellen ß-Ketoestern der allgemeinen Formel II ist bekannt und wird von A.R. Bader et al. in J. Amer. Chem. Soc., 73, 4195ff (1951) beschrieben.
    Figure imgb0012
The β-keto esters of the general formula II required for the conversion to the α-diazo-β-keto esters of the general formula I can be prepared in various ways known in the literature:
  • 1. According to scheme 2, a monofunctional 5-acyl-2,2-dialkyl-1,3-dioxane-4,6-dione (5-acyl-meldrum's acid) of the general formula III is reacted with a polyhydric alcohol of the general formula IV for the multifunctional β-keto ester of the general formula II. The preparation of 5-acyl-meldrum's acid derivatives of the general formula III and their conversion to β-keto esters of the general formula II is known for monofunctional compounds and can be carried out, for example, analogously to the regulations of Y Oikawa et al., J. Org. Chem., 43, 2087 (1987) by reacting acid chlorides with Meldrum's acid, or analogously to the specification by P. Houghton and DJ Lapham, Synthesis, 1982, 451ff. The products are isolated in their enol form.
    Figure imgb0011
  • 2. According to Scheme 3, the reaction of a monofunctional β-keto ester, preferably a methyl or ethyl ester of the general formula V, with a polyhydric alcohol of the general formula IV to give the multifunctional β-keto ester of the general formula II. The transesterification reaction to produce monofunctional β-keto esters of the general formula II are known and are described by AR Bader et al. in J. Amer. Chem. Soc., 73, 4195ff (1951).
    Figure imgb0012

Bei der Reaktionsfolge nach Schema 2 wird das betreffende Derivat der 5-Acyl-meldrumsäure der allgemeinen Formel III mit der zum gewünschten Umsetzungsgrad erforderlichen Menge des betreffenden mono- oder polyfunktionellen Alkohols der allgemeinen Formel IV versetzt, und das Gemisch anschließend in der 5- bis 20-fachen, bevorzugt 10-fachen Menge, eines nicht mit Alkoholen oder der Meldrumsäure reagierenden Lösungsmittels, beispielsweise eines Ketons wie Aceton oder Ethylmethylketon, oder eines Ethers, wie 1,2-Dimethoxyethan oder Dioxan, ggf. unter Erwärmung, gelöst. Die klare Lösung wird auf eine Temperatur von 60° C bis 120` C, bevorzugt auf 80 C bis 100° C erwärmt. Die beginnende Umsetzung macht sich durch lebhafte Kohlendioxidentwicklung bemerkbar. Die Mischung wird etwa 1 bis 6 Stunden, bevorzugt 2 bis 3 Stunden, bei der vorgegebenen Temperatur gerührt, bis keine C02-Entwicklung mehr beobachtbar ist.In the reaction sequence according to Scheme 2, the relevant derivative of 5-acyl-meldrum's acid of the general formula III is mixed with the amount of the relevant mono- or polyfunctional alcohol of the general formula IV required for the desired degree of conversion, and the mixture is subsequently mixed in the 5- to 20 times, preferably 10 times the amount of a solvent which does not react with alcohols or Meldrum's acid, for example a ketone such as acetone or ethyl methyl ketone, or an ether such as 1,2-dimethoxyethane or dioxane, optionally with heating. The clear solution is heated to a temperature of 60 ° C. to 120 ° C., preferably to 80 ° C. to 100 ° C. The beginning of implementation is noticeable through lively development of carbon dioxide. The mixture is stirred for about 1 to 6 hours, preferably 2 to 3 hours, at the predetermined temperature until no more CO 2 evolution can be observed.

Anschließend wird das Lösungsmittel im Vakuum abgetrennt. Obwohl der betreffende ß-Ketoester der allgemeinen Formel 11 in hoher Reinheit anfällt, kann das Produkt ggf. weiterhin nach den durch den Fachmann bekannten Methoden gereinigt werden.The solvent is then removed in vacuo. Although the β-keto ester of general formula 11 in question is obtained in high purity, the product can optionally be further purified by methods known to those skilled in the art.

Besonders geeignete Derivate der 5-Acyl-meldrumsäure der allgemeinen Formel III sind solche, in denen R' Cyclobutyl, Butyl, Pentyl, Cyclopentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl oder höhere Alkylreste mit bis etwa 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, die ggf. durch weitere Alkylreste, Alkoxyalkylreste, Arylreste, Alkoxyarylreste, Aryloxyarylreste, Halogenatome oder durch andere funktionelle Gruppen, beispielsweise durch endständige Säureesterfunktionen, substituiert sind oder in denen einzelne CH2-Gruppen durch Sauerstoff- oder Schwefelatome, durch Gruppen wie -C(O)-O-, -C(0)-NR2-, -NR2-C(0)-NR3-, -O-C(O)-NR2-, -O-C(O)-O-, -NR2-, worin R2 und R3 die vorstehend beschriebene Bedeutung haben, ersetzt sein können.Particularly suitable derivatives of 5-acyl-meldrum's acid of the general formula III are those in which R 'is cyclobutyl, butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl or higher alkyl radicals having up to about 22 carbon atoms, which may by further alkyl radicals, alkoxyalkyl radicals, aryl radicals, alkoxyaryl radicals, aryloxyaryl radicals, halogen atoms or by other functional groups, for example by terminal acid ester functions, or in which individual CH 2 groups are substituted by oxygen or sulfur atoms or by groups such as -C (O) -O -, -C (0) -NR 2- , -NR 2- C (0) -NR 3- , -OC (O) -NR 2- , -OC (O) -O-, -NR 2- , wherein R 2 and R 3 have the meaning described above, can be replaced.

Als besonders bevorzugte Reste R' sind t-Butyl, n-Hexyl, 2,5-Dioxahexyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Benzyl, Phenoxymethyl und Nonyl genannt. Insbesondere bevorzugt ist der t-Butyl-, Cyclohexyl- und der Phenoxymethylrest.Particularly preferred radicals R 'are t-butyl, n-hexyl, 2,5-dioxahexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, benzyl, phenoxymethyl and nonyl. The t-butyl, cyclohexyl and phenoxymethyl radical is particularly preferred.

Als Alkohole der allgemeinen Formel IV können di-, tri-oder höherfunktionelle Alkohole Verwendung finden; bevorzugt sind Alkohole, die 2 bis 6 OH-Gruppen pro Molekül enthalten. Difunktionelle Alkohole der allgemeinen Formel IV umfassen beispielsweise Ethylenglykol, Propan-1,2-diol, Propan-1,3-diol, 2,2-Dimethyl-propan-1,3-diol, 3-Chlor-propan-1,2-diol, Butan-1,2-diol, Butan-1,3-diol, Butan-2,3-diol, Butan-1,4- diol, 2,3-Dimethyl-butan-2,3-diol, Pentan-1,2-diol, Pentan-1,5-diol, Pentan-2,4-diol, 2-Methyl-pentan-2,4-diol, Hexan-1,6-diol, Hexan-2,5-diol, 2,5-Dimethyl-hexan-2,5-diol, 2-Ethyl-hexan-1,3-diol, Octan-1,8-diol, Decan-1,10-diol, Dodecan-1,2-diol, Dodecan-1,12-diol, Phenylethylenglykol, oder höhere ggf. substituierte und verzweig te Alkandiole, wie Weinsäure, Dimethyltartrat, Diethyltartrat, Diisopropyltartrat, 3-Allyloxy-1,2-propan, Dihydroxyaceton, Tetraphenyl-1,2-ethandiol, in denen ggf. eine oder mehrere Methylengruppen durch Sauerstoffatome enthaltende Reste, wie z.B. in Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, 2,3-Benzylidenthreit, durch Schwefelatome enthaltende Reste wie in 2,2-Thiodiethanol, 1,8-Dihydroxy-3,6-dithiaoctan, oder die Stickstoffatome enthaltende Reste wie beispielsweise in N-Methyl-2,2'-iminodiethanol, N-Butyl-2,2'-iminodiethanol, N-tert.-Butyl-2,2'-iminodiethanol, N-Phenyl-2,2'-diiminodiet- hanol, oder durch die obenstehend bezeichneten Gruppen substituiert sein können. Darüber hinaus können auch ungesättigte Diole, wie beispielsweise 2-Buten-1,4-diol, 2-Butin-1,4-diol, 3-Hexin-2,5-diol, 2,5-Dimethyl-3-hexin-2,5-diol, oder cyclische Diole, die wiederum durch Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffatome substituiert sein können, wie Cyclohexan-1,2-diol, Cyclohexan-1,4-diol, 1,4-Bis(hydroxymethyl)-cyclohexan oder 1,4-Bis(2-hydroxyethyl)-piperazin, mit Vorteil eingesetzt werden. Derartige Diole sind i.a. kommerziell erhältlich. Weitere Diole lassen sich herstellen, beispielsweise durch Umsetzung von Diolen, enthaltend primäre Aminogruppen, beispielsweise von 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol mit monofunktionellen Säurederivaten, wie Carbonsäure- oder Sulfonsäurechloriden, oder monofunktionellen Isocyanaten, aber auch mit difunktionellen Säurederivaten oder entsprechenden Isocyanaten.Di-, tri- or higher-functional alcohols can be used as alcohols of the general formula IV; alcohols containing 2 to 6 OH groups per molecule are preferred. Difunctional alcohols of the general formula IV include, for example, ethylene glycol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, 2,2-dimethyl-propane-1,3-diol, 3-chloropropane-1,2- diol, butane-1,2-diol, butane-1,3-diol, butane-2,3-diol, butane-1,4-diol, 2,3-dimethylbutane-2,3-diol, pentane 1,2-diol, pentane-1,5-diol, pentane-2,4-diol, 2-methyl-pentane-2,4-diol, hexane-1,6-diol, hexane-2,5-diol, 2,5-dimethyl-hexane-2,5-diol, 2-ethyl-hexane-1,3-diol, octane-1,8-diol, decane-1,10-diol, dodecane-1,2-diol, Dodecane-1,12-diol, phenylethylene glycol, or higher, optionally substituted and branched alkane diols, such as tartaric acid, dimethyl tartrate, diethyl tartrate, diisopropyl tartrate, 3-allyloxy-1,2-propane, dihydroxyacetone, tetraphenyl-1,2-ethanediol, in which may contain one or more methylene groups by oxygen atoms, such as in diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, 2,3-benzylidentrreit, radicals containing sulfur atoms, such as in 2,2-thiodiethanol, 1,8-dihydroxy-3,6-dithiaoctane, or radicals containing nitrogen atoms, for example in N-methyl -2,2'-iminodiethanol, N-butyl-2,2'-iminodiethanol, N-tert-butyl-2,2'-iminodiethanol, N-phenyl-2,2'-diiminodiethanol, or by the above designated groups can be substituted. In addition, unsaturated diols, such as, for example, 2-butene-1,4-diol, 2-butyne-1,4-diol, 3-hexyne-2,5-diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2 , 5-diol, or cyclic diols, which in turn can be substituted by oxygen, sulfur or nitrogen atoms, such as cyclohexane-1,2-diol, cyclohexane-1,4-diol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane or 1,4-bis (2-hydroxyethyl) piperazine can be used with advantage. Such diols are generally commercially available. Further diols can be prepared, for example by reacting diols containing primary amino groups, for example 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, with monofunctional acid derivatives, such as carboxylic acid or sulfonic acid chlorides, or monofunctional isocyanates, but also with difunctional acid derivatives or corresponding isocyanates.

Trifunktionelle Alkohole leiten sich bevorzugt vom Glycerin, von höheren α,β,ω-Triolen oder vom Triethanolamin ab, wobei auch hier höherkettige Derivate, insbesondere ethoxylierte Verbindungen und heterocyclische Verbindungen, wie z.B. 1,3,5-Tris(2-hydroxyethyl)-cyanursäure gleichermaßen Verwendung finden können. Genannt werden Glycerin, 2-Hydroxymethyl-2-methyl-propan-1,3-diol, 2-Ethyl-2-hydroxymethyl-propan-1,3-diol, 2,3-Isopropyliden-erythruronsäure, Hexan-1,2,6-triol, 1,1,1-Triethanolamin, 1,1,1-Tripropanolamin, sowie partiell acetalisierte oder ketalisierte Zuckerderivate.Trifunctional alcohols are preferably derived from glycerol, from higher α, β, ω-triols or from triethanolamine, with higher-chain derivatives, in particular ethoxylated compounds and heterocyclic compounds, such as e.g. 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) cyanuric acid can be used equally. Glycerol, 2-hydroxymethyl-2-methyl-propane-1,3-diol, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol, 2,3-isopropylidene erythruronic acid, hexane-1,2 are mentioned 6-triol, 1,1,1-triethanolamine, 1,1,1-tripropanolamine, as well as partially acetalized or ketalized sugar derivatives.

Darüber hinaus lassen sich auch Umsetzungsprodukte aus tetrafunktionellen Alkoholen oder Aminotriolen mit Säurederivaten, Isocyanaten oder cyclischen Carbonaten verwenden. Höherwertige Alkohole der allgemeinen Formel III leiten sich beispielsweise von Kondensationsprodukten des Glycerins, des Pentaerythrits oder von Umsetzungsprodukten difunktioneller Säurederivate oder Isocyanate mit höherwertigen Alkoholen oder Aminoalkoholen ab. Die Liste der verwendbaren Alkohole ist damit durchaus nicht vollständig; es lassen sich praktisch alle Alkohole verwenden, die keine weitere mit Säureestern reagierende Gruppe aufweisen oder die unter den beschriebenen Umsetzungsbedingungen eindeutig unter Esterbildung reagieren.In addition, reaction products of tetrafunctional alcohols or aminotriols with acid derivatives, isocyanates or cyclic carbonates can also be used. Higher-quality alcohols of the general formula III are derived, for example, from condensation products of glycerol, pentaerythritol or from reaction products of difunctional acid derivatives or isocyanates with higher-quality alcohols or amino alcohols. The list of alcohols that can be used is by no means exhaustive; practically all alcohols can be used which have no further group reacting with acid esters or which clearly react with the formation of esters under the reaction conditions described.

Bei der Herstellung von ß-Ketoestern der allgemeinen Formel II durch Umesterung gemäß Schema 3 werden monofunktionelle ß-Ketoester der allgemeinen Formel V mit Alkoholen der allgemeinen Formel IV in der Weise eingesetzt, daß ein 5 bis 200%iger Überschuß, bevorzugt ein 10 bis 50%iger Überschuß eines mit einem niedermolekularen Alkohol veresterten ß-Ketoesters, z.B. eines Methyl- oder Ethylesters, bei 100 bis 160° C, bevorzugt bei 120 bis 140° C, umgesetzt wird. Zur Erhöhung der Löslichkeit des Alkohols der allgemeinen Formel IV im ß-Ketoester der allgemeinen Formel V kann ggf. ein Lösungsvermittler, wie Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon, zugesetzt werden. Durch Anlegen eines schwachen Vakuums von 800 bis 20 Torr, bevorzugt von 400 bis 100 Torr, wird das Gleichgewicht durch Abdestillieren des gebildeten niederen Alkohols kontinuierlich in die gewünschte Richtung verschoben. Nachdem die theoretische Menge an niederem Alkohol abdestilliert ist, wird der überschüssige niedrig-veresterte ß-Ketoester der allgemeinen Formel V sowie ggf. der zugefügte Lösungsvermittler im Hochvakuum abdestilliert. Als Rückstand verbleibt der häufig ölig anfallende ß-Ketoester der allgemeinen Formel 11 in zumeist sehr hoher Reinheit, so daß er ohne weitere Reinigung für den Diazotransfer verwendet werden kann.In the production of β-keto esters of the general formula II by transesterification according to Scheme 3, monofunctional β-keto esters of the general formula V with alcohols of the general formula IV are used in such a way that a 5 to 200% excess, preferably a 10 to 50 % excess of a β-keto ester esterified with a low molecular weight alcohol, for example a methyl or ethyl ester, is reacted at 100 to 160 ° C., preferably at 120 to 140 ° C. To increase the solubility of the alcohol of the general formula IV in the β-keto ester of the general formula V, a solubilizer, such as dimethylformamide or N-methylpyrrolidone, can optionally be added. By applying a weak vacuum of 800 to 20 torr, preferably 400 to 100 torr, the equilibrium is distilled off formed lower alcohol continuously shifted in the desired direction. After the theoretical amount of lower alcohol has been distilled off, the excess low-esterified β-keto ester of the general formula V and, if appropriate, the added solubilizer are distilled off under high vacuum. The ß-keto ester of the general formula 11, which is often oily, remains in the residue in mostly very high purity, so that it can be used for the diazo transfer without further purification.

Die bei dieser Reaktionsfolge erforderlichen niedrigveresterten ß-Ketoester der allgemeinen Formel V sind z.T. kommerziell verfügbar oder lassen sich nach zahlreichen literaturbekannten Methoden herstellen. Besonders bevorzugt ist dabei ihre Herstellung aus den entsprechenden Derivaten der 5-Acyl-meldrumsäure nach der allgemeinen Formel 111. Obwohl hierbei ein zusätzlicher Reaktionsschritt gegenüber der Verfahrensvariante 1 beschritten wird, lassen sich mit dieser Variante verbesserte Ausbeuten und/oder reinere ß-Ketoester der allgemeinen Formel II erzielen.The low-esterified β-keto esters of the general formula V required in this reaction sequence are partly. commercially available or can be produced by numerous methods known from the literature. It is particularly preferred to prepare them from the corresponding derivatives of 5-acyl-meldrum's acid according to general formula 111. Although an additional reaction step compared to process variant 1 is followed, this variant can be used to improve yields and / or purer β-keto esters of the general Get Formula II.

Das erfindungsgemäße strahlungsempfindliche Gemisch kann einen oder mehrere a-Diazo-ß-ketoester der allgemeinen Formel I enthalten, insbesondere im gleichen Anteil. Bevorzugt ist allerdings, wenn lediglich eine photoaktive Verbindung im Gemisch enthalten ist. Die Konzentration der a-Diazo-ß-ketoester der allgemeinen Formel I im erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen Gemisch kann sich in weiten Grenzen bewegen. Im allgemeinen liegt aber dessen Konzentration im Bereich von 4 bis 40 Gew.-%, insbesondere bei 6 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die nichtflüchtigen Bestandteile des strahlungsempfindlichen Gemisches.The radiation-sensitive mixture according to the invention can contain one or more α-diazo-β-keto esters of the general formula I, in particular in the same proportion. However, it is preferred if only one photoactive compound is contained in the mixture. The concentration of the a-diazo-β-keto esters of the general formula I in the radiation-sensitive mixture according to the invention can vary within wide limits. In general, however, its concentration is in the range from 4 to 40% by weight, in particular from 6 to 30% by weight, based on the non-volatile constituents of the radiation-sensitive mixture.

Das erfindungsgemäße strahlungsempfindliche Gemisch enthält ferner mindestens ein polymeres, in Wasser unlösliches, in wäßrigen alkalischen Lösungen aber lösliches, zumindest aber quellbares Bindemittel. Das Bindemittel zeichnet sich im besonderen dadurch aus, daß es die Bestandteile des erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen Gemisches gut löst und insbesondere im Wellenlängenbereich von 190 bis 300 nm eine möglichst geringe Eigenabsorption, d.h. eine hohe Transparenz, aufweist. Hierunter fallen insbesondere nicht diejenigen Bindemittel auf der Basis von Novolak-Kondensationsharzen, die in der Regel in Kombination von Naphthochinondiaziden als photoaktive Komponenten eingesetzt worden sind. Zwar lassen Novolak-Kondensationsharze, auch in Kombination mit den genannten -Diazo-ß-ketoestern, nach bildmäßiger Belichtung in den nicht belichteten Bereichen eine Erniedrigung der Löslichkeit gegenüber wäßrig-alkalischen Entwicklern erkennen, doch ist ihre Eigenabsorption in dem für die Belichtung gewünschten Wellenlängenbereich unerwünscht hoch.The radiation-sensitive mixture according to the invention further contains at least one polymeric binder which is insoluble in water but soluble in aqueous alkaline solutions or at least swellable. The binder is distinguished in particular by the fact that it dissolves the constituents of the radiation-sensitive mixture according to the invention well and, in particular in the wavelength range from 190 to 300 nm, the lowest possible self-absorption, i.e. has a high transparency. In particular, this does not include those binders based on novolak condensation resins that have generally been used in combination with naphthoquinonediazides as photoactive components. Novolak condensation resins, even in combination with the above -diazo-β-keto esters, show a reduction in solubility compared to aqueous alkaline developers after imagewise exposure in the unexposed areas, but their self-absorption in the wavelength range desired for the exposure is undesirable high.

Die genannten Novolak-Kondensationsharze können aber in Mischung mit anderen als Bindemittel geeigneten Harzen mit höherer Transparenz eingesetzt werden. Die Mischungsverhältnisse richten sich dabei vorwiegend nach der Art des mit dem Novolakharz zu mischenden Bindemittels. Insbesondere spielen dessen Grad an Eigenabsorption im genannten Wellenlängenbereich, aber auch die Mischbarkeit mit den anderen Bestandteilen des strahlungsempfindlichen Gemisches eine entscheidende Rolle. Im allgemeinen kann aber das Bindemittel des erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen Gemisches bis zu 30 Gew.-%, insbesondere bis zu 20 Gew.-%, eines Novolak-Kondenstationsharzes enthalten.The novolak condensation resins mentioned can, however, be used in a mixture with other resins which are suitable as binders and have a higher degree of transparency. The mixing ratios mainly depend on the type of binder to be mixed with the novolak resin. In particular, its degree of self-absorption in the wavelength range mentioned, but also the miscibility with the other constituents of the radiation-sensitive mixture, play a decisive role. In general, however, the binder of the radiation-sensitive mixture according to the invention can contain up to 30% by weight, in particular up to 20% by weight, of a novolak condensation resin.

Als Bindemittel geeignet sind Homo- oder Copolymere des p-Hydroxystyrols sowie seiner Alkylderivate, z.B. des 3-Methylhydroxystyrols, sowie Homo- oder Copolymere anderer Polyvinylphenole, z.B. des 3-Hydroxystyrols oder die Ester oder Amide von Acrylsäure mit phenolischen Gruppen aufweisenden Aromaten. Als Comonomere im Copolymeren können polymerisierbare Verbindungen wie Styrol, Methacrylsäuremethacrylat, Acrylsäuremethacrylat oder ähnliche eingesetzt werden.Suitable as binders are homo- or copolymers of p-hydroxystyrene and its alkyl derivatives, e.g. of 3-methylhydroxystyrene, as well as homo- or copolymers of other polyvinylphenols, e.g. of 3-hydroxystyrene or the esters or amides of acrylic acid with aromatics containing phenolic groups. Polymerizable compounds such as styrene, methacrylic acid methacrylate, acrylic acid methacrylate or the like can be used as comonomers in the copolymer.

Gemische mit erhöhter Plasmabeständigkeit werden dann erhalten, wenn zur Herstellung von Copolymeren des obigen Typs Silizium enthaltende Vinylmonomere, z.B. Vinyltrimethylsilan, verwendet werden. Die Transparenz dieser Bindemittel ist im interessierenden Bereich im allgemeinen höher, so daß eine verbesserte Strukturierung möglich ist.Mixtures with increased plasma resistance are obtained when, for the production of copolymers of the above type, silicon-containing vinyl monomers, e.g. Vinyltrimethylsilane can be used. The transparency of these binders is generally higher in the area of interest, so that improved structuring is possible.

Mit gleichem Erfolg lassen sich auch Homo- oder Copolymere des Maleinimids verwenden. Auch diese Bindemittel zeigen hohe Transparenz im beschriebenen Wellenlängenbereich. Als Comonomere werden auch hier bevorzugt Styrol, substituierte Styrole, Vinylether, Vinylester, Vinylsilylverbindungen oder (Meth)-acrylsäureester eingesetzt.Homo- or copolymers of maleimide can also be used with the same success. These binders also show high transparency in the wavelength range described. Styrene, substituted styrenes, vinyl ethers, vinyl esters, vinylsilyl compounds or (meth) acrylic acid esters are also preferably used as comonomers here.

Schließlich sind darüber hinaus auch Copolymere des Styrols mit Comonomeren verwendbar, die in wäßrig alkalischen Lösungen eine Löslichkeitserhöhung bewirken. Hierunter zählen beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Maleinsäurehalbester oder dergleichen.Finally, copolymers of styrene with comonomers can also be used, which bring about an increase in solubility in aqueous alkaline solutions. These include, for example, maleic anhydride, maleic acid semiesters or the like.

Die genannten Bindemittel können in Mischungen auftreten, sofern sie mischbar sind und die optischen Qualitäten des strahlungsempfindlichen Gemisches nicht verschlechtern. Bevorzugt sind jedoch Bindemittel, enthaltend einen Typus der oben genannten Arten.The binders mentioned can occur in mixtures, provided that they are miscible and do not impair the optical qualities of the radiation-sensitive mixture. However, preferred are binders containing a type of the above types.

Das erfindungsgemäße strahlungsempfindliche Gemisch enthält 60 bis 96 Gew.-%, insbesondere 70 bis 94 Gew.-% eines Bindemittels, bezogen auf den Anteil der nichtflüchtigen Bestandteile des strahlungsempfindlichen Gemisches.The radiation-sensitive mixture according to the invention contains 60 to 96% by weight, in particular 70 to 94% by weight, of a binder, based on the proportion of the non-volatile constituents of the radiation-sensitive mixture.

Ferner können dem erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen Gemisch ggf. Farbstoffe, Pigmente, Netzmittel, Haftvermittler und Verlaufmittel zur Verbesserung spezieller Erfordernisse wie Flexibilität, Haftung und Glanz zugesetzt werden.Furthermore, dyes, pigments, wetting agents, adhesion promoters and leveling agents can be added to the radiation-sensitive mixture according to the invention to improve special requirements such as flexibility, adhesion and gloss.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße lichtempfindliche Gemisch in Lösungsmitteln wie Ethylenglykol, Glykolethern wie Glykolmonomethylether, Glykoldimethylether, Glykolmonoethylether oder Propylenglykolmonoalkylethern, insbesondere Propylenglykolmethylether; aliphatischen Estern wie Ethylacetat, Hydroxyethylacetat, Alkoxyethylacetat, y-Butylacetat, Propylenglykolmonoalkyletheracetat, insbesondere Propylenglykolmethyletheracetat oder Amylacetat; Ethern wie Dioxan, Ketonen wie Methylethylketon, Methyliso-butylketon, Cyclopentanon und Cyclohexanon; Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Hexamethylphosphorsäureamid, N-Methylpyrrolidon, Butyrolacton, Tetrahydrofuran, und in Mischungen derselben gelöst. Besonders bevorzugt werden Glykolether, aliphatische Ester sowie Ketone. Darüber hinaus können Lösungsmittelgemische Anwendung finden, die u.a. auch aromatische Kohlenwasserstoffe oder Xylol enthalten. Letztendlich hängt die Wahl der Lösemittel von dem angewandten Beschichtungsverfahren, der gewünschten Schichtstärke und den Trocknungsbedingungen ab. Ebenso müssen die Lösemittel chemisch neutral sein, d.h. sie dürfen nicht mit den übrigen Schichtkomponenten irreversibel reagieren.The light-sensitive mixture according to the invention is preferably used in solvents such as ethylene glycol, glycol ethers such as glycol monomethyl ether, glycol dimethyl ether, glycol monoethyl ether or propylene glycol monoalkyl ethers, in particular propylene glycol methyl ether; aliphatic esters such as ethyl acetate, hydroxyethyl acetate, alkoxyethyl acetate, y-butyl acetate, propylene glycol monoalkyl ether acetate, in particular propylene glycol methyl ether acetate or amyl acetate; Ethers such as dioxane, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; Dimethylformamide, dimethylacetamide, hexamethylphosphoric acid amide, N-methylpyrrolidone, butyrolactone, tetrahydrofuran, and dissolved in mixtures thereof. Glycol ethers, aliphatic esters and ketones are particularly preferred. In addition, solvent mixtures can be used, which include also contain aromatic hydrocarbons or xylene. Ultimately, the choice of solvent depends on the coating process used, the desired layer thickness and the drying conditions. The solvents must also be chemically neutral, i.e. they must not react irreversibly with the other layer components.

Die mit den übrigen Bestandteilen des strahlungsempfindlichen Gemisches entstehenden Lösungen haben in der Regel einen Feststoffgehalt von 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise bis 50 Gew.-%.The solutions formed with the other constituents of the radiation-sensitive mixture generally have a solids content of 5 to 60% by weight, preferably up to 50% by weight.

Erfindungsgemäß wird ferner ein strahlungsempfindliches Aufzeichnungsmaterial beansprucht, im wesentlichen bestehend aus einem Substrat und dem darauf aufgetragenen strahlungsempfindlichen Gemisch.According to the invention, a radiation-sensitive recording material is also claimed, consisting essentially of a substrate and the radiation-sensitive mixture applied thereon.

Als Substrate kommen alle Materialien in Frage, aus denen Kondensatoren, Halbleiter, mehrlagige gedruckte Schaltungen oder integrierte Schaltkreise bestehen bzw. hergestellt werden können. Insbesondere sind Oberflächen aus reinen Siliciumschichten und thermisch oxidiertem und/oder mit Aluminium beschichtetem Siliciummaterial zu nennen, die gegebenenfalls auch dotiert sein können, einschließlich aller anderen in der Halbleitertechnologie üblichen Substrate wie beispielsweise Siliciumnitrid, Galliumarsenid, Indiumphosphid. Weiterhin kommen in Frage die aus der Flüssigkristalldisplay-Herstellung bekannten Substrate wie Glas, Indium-Zinnoxid; ferner Metallplatten und -folien, beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, Zink; Bimetall- und Trimetall folien, aber auch elektrisch nicht leitende Folien, die mit Metallen bedampft sind, gegebenenfalls mit Aluminium beschichtete Si02-Materialien und Papier. Diese Substrate können einer Temperatur-Vorbehandlung unterzogen werden, oberflächlich angerauht, angeätzt oder zur Erzielung erwünschter Eigenschaften, wie z. B. Erhöhung der Hydrophilie, mit Chemikalien behandelt sein.Suitable substrates are all materials from which capacitors, semiconductors, multilayer printed circuits or integrated circuits can be made or manufactured. In particular, surfaces made of pure silicon layers and thermally oxidized and / or aluminum-coated silicon material are to be mentioned, which can optionally also be doped, including all other substrates customary in semiconductor technology, such as silicon nitride, gallium arsenide, indium phosphide. Also suitable are the substrates known from the production of liquid crystal displays, such as glass, indium tin oxide; also metal plates and foils, for example made of aluminum, copper, zinc; Bimetallic and tri-metal foils, but also electrically non-conductive foils that are vapor-coated with metals, optionally with aluminum-coated Si0 2 materials and paper. These substrates can be subjected to a temperature pretreatment, surface roughened, etched or to achieve desired properties, such as. B. increase in hydrophilicity, be treated with chemicals.

In einer besonderen Ausführungsform kann das strahlungsempfindliche Gemisch zur besseren Haftung in dem Resist oder zwischen dem Resist und dem Substrat einen Haftvermittler enthalten. Bei Silicium- bzw. Siliciumdioxid-Substraten kommen hierfür Haftvermittler vom Aminosilantyp, wie z.B. 3-Aminopropyltriethoxysilan oder Hexamethyl-disilazan in Frage.In a particular embodiment, the radiation-sensitive mixture can contain an adhesion promoter for better adhesion in the resist or between the resist and the substrate. In the case of silicon or silicon dioxide substrates, adhesion promoters of the aminosilane type are used, e.g. 3-aminopropyltriethoxysilane or hexamethyl-disilazane in question.

Beispiele für Träger, die zur Herstellung von photomechanischen Aufzeichnungsschichten wie Druckformen für den Hochdruck, den Flachdruck, den Siebdruck, den Tiefdruck sowie von Reliefkopien Verwendung finden können, sind Aluminiumplatten, ggf. anodisch oxidiert, gekörnte und/ oder silikatisierte Aluminiumplatten, Zinkplatten, Stahlplatten, die ggf. mit Chrom bearbeitet wurden, sowie Kunststoffolien oder Papier.Examples of supports which can be used for the production of photomechanical recording layers such as printing forms for letterpress printing, planographic printing, screen printing, gravure printing and relief copies are aluminum plates, optionally anodized, granular and / or silicated aluminum plates, zinc plates, steel plates, which may have been processed with chrome, as well as plastic films or paper.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial wird bildmäßig belichtet. Quellen aktinischer Strahlung sind: Metallhalogenidlampen, Kohlebogenlampen, Xenonlampen und Quecksilberdampflampen. Ebenso kann eine Belichtung mit energiereicher Strahlung wie Laser-, Elektronen- oder Röntgenstrahlung erfolgen. Besonders bevorzugt sind jedoch Lampen, die Licht einer Wellenlänge von 190 bis 260 nm ausstrahlen können, d.h. insbesondere Xenon-oder/und Quecksilberdampflampen. Darüber hinaus lassen sich auch Laserlichtquellen verwenden, z.B. Excimerlaser, insbesondere KrF- oder ArF-Laser, die bei 249 bzw. 193 nm emittieren. Die Strahlungsquellen müssen in den genannten Wellenlängenbereichen eine ausreichende Emission aufweisen, andererseits aber auch für aktinisches Licht des genannten Bereiches genügend durchlässig sein.The recording material according to the invention is exposed imagewise. Sources of actinic radiation are: metal halide lamps, carbon arc lamps, xenon lamps and mercury vapor lamps. Exposure to high-energy radiation such as laser, electron or X-ray radiation can also take place. However, lamps which can emit light of a wavelength of 190 to 260 nm are particularly preferred, i.e. in particular xenon and / or mercury vapor lamps. Laser light sources can also be used, e.g. Excimer lasers, in particular KrF or ArF lasers, which emit at 249 or 193 nm. The radiation sources must have sufficient emission in the wavelength ranges mentioned, but on the other hand must also be sufficiently transparent to actinic light in the range mentioned.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. Das Auftragen des strahlungsempfindlichen Gemisches auf das Substrat kann durch Aufsprühen, Walzen, Rakeln, Gießen, durch Fließbeschichten, Schleuderbeschichten und Tauchbeschichten oder mittels Breitschlitzdüsen erfolgen. Danach wird das Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt, so daß auf der Oberfläche des Substrates die strahlungsempfindliche Schicht zurückbleibt. Die Entfernung des Lösemittels kann gegebenenfalls durch Erhitzen der Schicht auf Temperaturen von bis zu 140° C gefördert werden. Das Gemisch kann aber auch zunächst auf obengenannte Weise auf den Zwischenträger aufgetragen werden, von dem aus es unter Druck und erhöhter Temperatur auf das endgültige Trägermaterial übertragen wird.The invention further relates to a method for producing a radiation-sensitive recording material. The radiation-sensitive mixture can be applied to the substrate by spraying, rolling, knife coating, pouring, by flow coating, spin coating and dip coating or by means of slot dies. The solvent is then removed by evaporation, so that the radiation-sensitive layer remains on the surface of the substrate. The removal of the solvent can optionally be promoted by heating the layer to temperatures of up to 140 ° C. However, the mixture can also first be applied to the intermediate carrier in the above-mentioned manner, from which it is transferred to the final carrier material under pressure and elevated temperature.

Die Schichtstärke variiert in Abhängigkeit von ihrem Einsatzgebiet. Sie beträgt zwischen 0,1 und 100 u.m, insbesondere zwischen 0,3 und 10 αrn.The layer thickness varies depending on its area of application. It is between 0.1 and 100 μm, in particular between 0.3 and 10 μm.

Anschließend wird die Schicht bildmäßig belichtet. Üblicherweise wird aktinische Strahlung verwendet. Zur Bestrahlung werden bevorzugt UV-Lampen verwendet, die Licht einer Wellenlänge von 190 bis 300 nm aussenden. In der strahlungsempfindlichen Schicht wird anschließend durch Entwicklung ein Bildmuster freigelegt, in dem die Schicht mit einer Entwicklungslösung behandelt wird, die die bestrahlten Bereiche des Materials löst bzw. entfernt.The layer is then exposed imagewise. Actinic radiation is usually used. UV lamps which emit light with a wavelength of 190 to 300 nm are preferably used for the irradiation. An image pattern is then exposed in the radiation-sensitive layer by development, in which the layer is treated with a developing solution which dissolves or removes the irradiated areas of the material.

Als Entwickler werden Lösungen von Reagenzien wie z.B. Silikaten, Metasilikaten, Hydroxiden, Hydrogen- bzw. Dihydrogenphosphaten, Carbonaten bzw. Hydrogencarbonaten, von Alkali und/oder Erdalkali, insbesondere von Ammoniumionen, aber auch Ammoniak und dergleichen verwendet. Metallionenfreie Entwickler werden in der US-A-4,729,941, der EP-A-0 062 733, der US-A-4,628,023, der US-A-4,141,733, der EP-A-0 097 282 und der EP-A-0 023 758 beschrieben. Der Gehalt dieser Substanzen in der Entwicklerlösung beträgt im allgemeinen 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Entwicklerlösung. Metallionenfreie Entwickler werden insbesondere verwendet. Den Entwicklern können ggf. geringere Mengen eines Netzmittels zugesetzt sein, um die Ablösung der belichteten Stellen im Entwickler zu erleichtern.Solutions of reagents such as e.g. Silicates, metasilicates, hydroxides, hydrogen or dihydrogen phosphates, carbonates or hydrogen carbonates, of alkali and / or alkaline earth metal, in particular of ammonium ions, but also ammonia and the like are used. Metal ion-free developers are described in US-A-4,729,941, EP-A-0 062 733, US-A-4,628,023, US-A-4,141,733, EP-A-0 097 282 and EP-A-0 023 758. The content of these substances in the developer solution is generally 0.1 to 15% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the weight of the developer solution. Metal ion-free developers are used in particular. If necessary, smaller amounts of a wetting agent can be added to the developers in order to facilitate the detachment of the exposed areas in the developer.

Die entwickelten Resiststrukturen werden ggf. nachgehärtet. Dies geschieht im allgemeinen dadurch, daß man die Resiststruktur auf einer hot-plate bis zu einer Temperatur unter der Fließtemperatur erhitzt und anschließend mit UV-Licht einer Xenon-Quecksilber-Dampflampe (Bereich von 200 bis 250 nm) ganzflächig belichtet. Durch diese Nachhärtung werden die Resiststrukturen vernetzt, so daß die Strukturen eine Fließbeständigkeit im allgemeinen bis zu Temperaturen von über 200° C aufweisen. Die Nachhärtung kann auch ohne Temperaturerhöhung unter Einstrahlung von UV-Licht erfolgen. Dies gilt insbesondere dann, wenn energiereiche Strahlung verwendet wird, z.B. Elektronenstrahlung.The developed resist structures are hardened if necessary. This is generally done by heating the resist structure on a hot plate to a temperature below the flow temperature and then exposing the entire area to UV light from a xenon mercury vapor lamp (range from 200 to 250 nm). As a result of this post-curing, the resist structures are crosslinked, so that the structures generally have a flow resistance up to temperatures of over 200 ° C. The post-curing can also be carried out without increasing the temperature by irradiation with UV light. This is especially true when high-energy radiation is used, e.g. Electron radiation.

Bevorzugte Anwendung findet das erfindungsgemäße strahlungsempfindliche Gemisch in lithographischen Prozessen zur Herstellung integrierter Schaltungen oder von diskreten elektrischen Bausteinen. Das aus dem Gemisch hergestellte Aufzeichnungsmaterial dient dabei als Maske für die folgenden Prozeßschritte. Hierunter zählen z.B. das Ätzen des Schichtträgers, die Implantation von Ionen in den Schichtträger oder die Abscheidung von Metallen oder anderen Materialien auf den Schichtträger.The radiation-sensitive mixture according to the invention is preferably used in lithographic processes for the production of integrated circuits or of discrete electrical components. The recording material produced from the mixture serves as a mask for the following process steps. These include e.g. etching the substrate, implanting ions into the substrate or depositing metals or other materials on the substrate.

Die erfindungsgemäßen Gemische zeigen unter den praxisüblichen Bedingungen bei Belichtung im DUV-Bereich gegenüber den bekannten Materialien eine vergleichbare hohe Lichtempfindlichkeit (Vergleichsbeispiel s.u.), wenn sie mit Licht einer Wellenlänge von 190 bis 300 nm bestrahlt werden. Als Vorteile zeigen sie jedoch eine höhere thermische Stabilität als die bekannten Materialien sowie eine hervorragende Kompatibilität.The mixtures according to the invention show a comparable high sensitivity to light under the usual conditions when exposed to light in the DUV range compared to the known materials (comparative example see below) when they are irradiated with light of a wavelength of 190 to 300 nm. As advantages, however, they show a higher thermal stability than the known materials and an excellent compatibility.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der a-Diazo-ß-ketoester nach der allgemeinen Formel I.The following examples illustrate the preparation of the a-diazo-β-keto esters according to the general formula I.

Herstellungsbeispiele:Manufacturing examples: Beispiel 1example 1 Herstellung eines difunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel I: Bis-2,9-diazo-1,10-dicyclohexyl-4,7-dioxa-1,3,8,10-tetraoxo-decan (3)Preparation of a difunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I: bis-2,9-diazo-1,10-dicyclohexyl-4,7-dioxa-1,3,8,10-tetraoxo-decane (3) Stufe 1:Step 1: 5-(1-Cyclohexyl-1-hydroxy-methyliden)-2,2-dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion (1)5- (1-cyclohexyl-1-hydroxy-methylidene) -2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione (1)

Eine Lösung bestehend aus 144,1 g (1,0 mol) 2,2-Dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion und 158,2 g (2,0 mol) Pyridin in 500 ml Dichlormethan wird auf 10° C gekühlt. Bei dieser Temperatur werden unter Rühren 146,6 g (1,0 mol) Cyclohexancarbonsäurechlorid zugetropft. Dann wird auf Raumtemperatur erwärmt und nach 4 Stunden die Reaktionsmischung mit einer Mischung aus 500 g Eis, 500 ml Wasser und 100 ml konzentrierter Salzsäure versetzt. Die organische Phase wird zweimal mit 400 ml Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und anschließend vom Lösungsmittel befreit.A solution consisting of 144.1 g (1.0 mol) of 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione and 158.2 g (2.0 mol) of pyridine in 500 ml of dichloromethane is made up to 10 ° C cooled. At this temperature, 146.6 g (1.0 mol) of cyclohexane carboxylic acid chloride are added dropwise with stirring. The mixture is then warmed to room temperature and, after 4 hours, a mixture of 500 g of ice, 500 ml of water and 100 ml of concentrated hydrochloric acid is added. The organic phase is washed twice with 400 ml of water, dried over magnesium sulfate and then freed from the solvent.

Es verbleibt ein öliger roter Rückstand, der zweimal mit je 600 ml n-Hexan unter Zusatz von Aktivkohle aufgekocht wird. Aus der n-Hexanlösung fallen beim Erkalten feine, schwach gelb gefärbte Kristalle der gewünschten Verbindung (1) aus. Nach einer weiteren Umkristallisation aus n-Hexan erhält man in einer Ausbeute von 57 % weiße Kristalle der Verbindung (1) mit einem Schmelzpunkt von 82 C.An oily red residue remains, which is boiled twice with 600 ml each of n-hexane with the addition of activated carbon. When cooling, fine, pale yellow crystals of the n-hexane solution fall off desired connection (1). After a further recrystallization from n-hexane, white crystals of compound (1) with a melting point of 82 C. are obtained in a yield of 57%.

Stufe 2:Level 2: 1,10-Dicyclohexyl-4,7-dioxa-1,3,8,10-tetraoxo-decan (2)1,10-dicyclohexyl-4,7-dioxa-1,3,8,10-tetraoxo-decane (2)

12,4 g (0,2 mol) Ethylenglykol und 101,8 g (0,4 mol) der vorstehend beschriebenen Verbindung (1) werden in 800 ml Ethylmethylketon eingetragen und langsam erwärmt. Ab etwa 60° C beginnt eine starke Kohlendioxidentwicklung. Die Lösung wird für 2,5 Stunden am Rückfluß gehalten. Nach Abkühlung der Reaktionsmischung wird das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen. Es verbleibt ein öliger Rückstand, der praktisch ausschließlich aus dem gewünschten difunktionellen ß-Ketoester (2) besteht. Er wird ohne weitere Reinigung als Ausgangsprodukt für die nächste Stufe verwendet.12.4 g (0.2 mol) of ethylene glycol and 101.8 g (0.4 mol) of the compound (1) described above are introduced into 800 ml of ethyl methyl ketone and slowly warmed up. A strong carbon dioxide development begins at around 60 ° C. The solution is refluxed for 2.5 hours. After the reaction mixture has cooled, the solvent is removed in vacuo. An oily residue remains which consists practically exclusively of the desired difunctional β-keto ester (2). It is used as the starting product for the next stage without further purification.

Stufe 3:Level 3: Bis-2,9-diazo-1,10-dicyclohexyl-4,7-dioxa-1,3.8,10-tetraoxo-decan (3)Bis-2,9-diazo-1,10-dicyclohexyl-4,7-dioxa-1,3.8,10-tetraoxo-decane (3)

11,5 g (30 mmol) des ß-Ketoesters (2) werden in 130 ml Acetonitril gelöst und auf 0 C gekühlt. Zu der erkal teten Lösung werden unter Rühren 9,85 g (50 mmol) Tosylazid hinzugefügt und anschließend 6,6 g (65 mmol) Triethylamin derart zugetropft, daß die Temperatur nicht über 5° C steigt. Die Mischung wird 10 Minuten bei dieser Temperatur gerührt; anschließend wird auf Raumtemperatur erwärmt. Nach zwei Stunden ist in der Reaktionsmischung dünnschichtchromatographisch (Kieselgel, Laufmittel: CH2C12) kein Tosylazid mehr nachweisbar. Die Mischung wird unter Kühlung mit 3,4 g (15 mmol) 4-Carboxyphenylsulfonylazid versetzt. Nach Weiterreaktion für weitere 2 Stunden bei Raumtemperatur bildet sich ein Niederschlag. Die Mischung wird am Rotationsdampfer eingeengt, in Diethylether aufgenommen, zweimal mit je 5%iger wässriger Kalilauge extrahiert und mit Wasser neutral gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach deren Einengen verbleiben 12,2 g eines schwach gelblichen Öls, das durch Anlegen eines Hochvakuums von Lösungsmittelresten befreit wird. Nach einer Chromatographie an Kieselgel mit Dichlormethan als Laufmittel erhält man das farblose Produkt (3), welches folgende Zusammensetzung aufweist.

Figure imgb0013
IR (Film): 2.140,7 cm-1 (C = N2)11.5 g (30 mmol) of the β-keto ester (2) are dissolved in 130 ml of acetonitrile and cooled to 0 ° C. 9.85 g (50 mmol) of tosyl azide are added to the cooled solution and then 6.6 g (65 mmol) of triethylamine are added dropwise in such a way that the temperature does not rise above 5 ° C. The mixture is stirred at this temperature for 10 minutes; then it is warmed to room temperature. After two hours, the reaction mixture can no longer be detected by thin layer chromatography (silica gel, eluent: CH 2 C1 2 ). 3.4 g (15 mmol) of 4-carboxyphenylsulfonyl azide are added to the mixture while cooling. After further reaction for a further 2 hours at room temperature, a precipitate forms. The mixture is concentrated on a rotary evaporator, taken up in diethyl ether, extracted twice with 5% strength aqueous potassium hydroxide solution and washed neutral with water. The organic phase is separated off and dried over magnesium sulfate. After concentrating them, 12.2 g of a slightly yellowish oil remain, which is freed from solvent residues by applying a high vacuum. Chromatography on silica gel with dichloromethane as the eluent gives the colorless product (3), which has the following composition.
Figure imgb0013
IR (film): 2,140.7 cm -1 (C = N 2 )

Beispiel 2Example 2 Herstellung eines ungesättigten, difunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel I: Bis-4,13-diazo-6,11-dioxa-2,2,15,15-tetramethyt-3,5,12,14-tetraoxo-hexadec-8-in (5)Preparation of an unsaturated, difunctional a-diazo-ß-keto ester of the general formula I: bis-4,13-diazo-6,11-dioxa-2,2,15,15-tetramethyl-3,5,12,14-tetraoxo -hexadec-8-in (5) Stufe 1:Step 1: 6,11-Dioxa-2,2-15,15-tetramethyl-3,5,12,14-tetraoxohexa-dec-8-in (4)6,11-dioxa-2,2-15,15-tetramethyl-3,5,12,14-tetraoxohexa-dec-8-in (4)

8,6 g (0,1 mol) 2-Butin-1,4-diol werden unter Rühren zusammen mit 47,5 g (0,3 mol) 4,4-Dimethyl-3- oxovaleriansäuremethylester auf 120° C erwärmt. Der dabei entstehende Methylalkohol wird in eine gekühlte Vorlage abdestilliert. Nach etwa 4 Stunden ist die theoretisch berechnete Menge an Methylalkohol abdestilliert. Die homogene Lösung wird 1 Stunde auf 140° C erhitzt und überschüssige 4,4-Dimethyl-3- oxovaleriansäure unter Anlegen eines Vakuums (10 Torr) abdestilliert. Der verbleibende Rückstand entspricht praktisch der reinen Verbindung (4) und wird ohne weitere Reinigung weiter verarbeitet.8.6 g (0.1 mol) of 2-butyne-1,4-diol are heated to 120 ° C. with stirring together with 47.5 g (0.3 mol) of 4,4-dimethyl-3-oxovaleric acid methyl ester. The resulting methyl alcohol is converted into a the cooled template is distilled off. After about 4 hours, the theoretically calculated amount of methyl alcohol has distilled off. The homogeneous solution is heated to 140 ° C. for 1 hour and excess 4,4-dimethyl-3-oxovaleric acid is distilled off while applying a vacuum (10 torr). The remaining residue practically corresponds to the pure compound (4) and is processed without further purification.

Stufe 2:Level 2: Bis-4,13-diazo-6,11-dioxa-2,2,15,15-tetramethyl-3,5,12,14-tetraoxo-hexadec-8-in (5)Bis-4,13-diazo-6,11-dioxa-2,2,15,15-tetramethyl-3,5,12,14-tetraoxo-hexadec-8-in (5)

30,4 g (90 mmol) des vorstehend beschriebenen Produkts (4) werden in 250 ml Acetonitril gelöst und auf 0 C abgekühlt. Unter Rühren werden portionsweise 33,6 g (170 mmol) Tosylazid derart zugetropft, daß die Temperatur 5° C nicht übersteigt. Die Mischung wird auf Raumtemperatur erwärmt. Nach etwa 2 Stunden kann dünnschichtchromatographisch kein Tosylazid mehr nachgewiesen werden. Die Mischung wird mit 4,5 g (20 mmol) 4-Carboxybenzolsulfonylazid versetzt. Nach zwei Stunden wird das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer abdestilliert, der feste Rückstand in Dichlormethan aufgenommen und mit 2x 200 ml 4%iger Kalilauge, sowie anschließend mit 200 ml Wasser gewaschen. Nach Trocknen und Entfernung des Lösungsmittels verbleibt ein Öl, welches im Kühlschrank zu kristallisieren beginnt. Der Kristallkuchen (29,8 g = 85 % d. Th.) wird aus n-Hexan umkristallisiert. Man erhält 22,2 g farblose Kristalle der Verbindung (5) vom Schmelzpunkt 69 - 70 C.

Figure imgb0014
IR (KBR): 2.137,9 cm-1, 2.160,0 cm-1 (Schulter) (C = N2).30.4 g (90 mmol) of the product (4) described above are dissolved in 250 ml of acetonitrile and cooled to 0.degree. 33.6 g (170 mmol) of tosyl azide are added dropwise with stirring in such a way that the temperature does not exceed 5 ° C. The mixture is warmed to room temperature. After about 2 hours no more tosyl azide can be detected by thin layer chromatography. 4.5 g (20 mmol) of 4-carboxybenzenesulfonyl azide are added to the mixture. After two hours, the solvent is distilled off on a rotary evaporator, the solid residue is taken up in dichloromethane and washed with 2 × 200 ml of 4% potassium hydroxide solution and then with 200 ml of water. After drying and removal of the solvent, an oil remains, which begins to crystallize in the refrigerator. The crystal cake (29.8 g = 85% of theory) is recrystallized from n-hexane. 22.2 g of colorless crystals of compound (5) with a melting point of 69-70 ° C. are obtained.
Figure imgb0014
IR (KBR): 2,137.9 cm- 1 , 2,160.0 cm -1 (shoulder) (C = N 2 ).

Beispiel 3Example 3 Herstellung eines trifunktionellen α-Diazo-β-ketoesters der allgemeinen Formel I: Tris-[(5-diazo-3,8-dioxa-4,6-dioxo-8-phenyl)-octyl]-amin (8)Preparation of a trifunctional α-diazo-β-keto ester of the general formula I: Tris - [(5-diazo-3,8-dioxa-4,6-dioxo-8-phenyl) octyl] amine (8) Stufe 1:Step 1: 5-(1-Hydroxy-2-phenoxy-ethyliden)-2,2-dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion (6)5- (1-Hydroxy-2-phenoxyethylidene) -2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione (6)

In eine auf 8° C gekühlte Lösung aus 72,1 g (0,5 mol) 2,2-Dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion und 79,1 (1,0 mol) Pyridin in 250 ml Dichlormethan werden 93,8 g (0,55 mol) Phenoxyessigsäurechlorid derart zugetropft, daß die Temperatur nicht über 10° C ansteigt. Die Mischung wird 2,5 Stunden bei Raumtempertur nachgerührt, mit einer Mischung aus 250 g Eis, 250 ml Wasser und 30 ml konzentrierter Salzsäure versetzt und ausgeschüttelt. Die organische Phase wird zweimal mit je 100 ml Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird abdestilliert, wobei ein Feststoff verbleibt, der aus t-Butylmethylether umkristallisiert wird. Man erhält 72 g (52 % d. Th.) weißer Kristalle der Verbindung (6), die bei 85-87° C unter Zersetzung schmelzen.In a solution of 72.1 g (0.5 mol) of 2,2-dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione and 79.1 (1.0 mol) of pyridine in 250 ml, cooled to 8 ° C. Dichloromethane is added dropwise 93.8 g (0.55 mol) of phenoxyacetic acid chloride in such a way that the temperature does not rise above 10 ° C. The mixture is stirred for 2.5 hours at room temperature, mixed with a mixture of 250 g of ice, 250 ml of water and 30 ml of concentrated hydrochloric acid and shaken out. The organic phase is washed twice with 100 ml of water each time and dried over magnesium sulfate. The solvent is distilled off, leaving a solid which is recrystallized from t-butyl methyl ether. 72 g (52% of theory) of white crystals of compound (6) are obtained, which melt at 85-87 ° C. with decomposition.

Stufe 2:Level 2: Tris-[(3,8-dioxa-4,6-dioxo-8-phenyl)-octyl]-amin (7)Tris - [(3,8-dioxa-4,6-dioxo-8-phenyl) octyl] amine (7)

3,6 g (20 mmol) Triethanolamin und 18 g (64 mmol) der vorstehend beschriebenen Verbindung (6) werden in 140 ml Methylethylketon zum Rückfluß erhitzt. Nachdem die Kohlendioxidentwicklung beendet ist, wird eine weitere Stunde zum Rückfluß erhitzt, und anschließend das Lösungsmittel abdestilliert. Es verbleibt hochviskoses, rötliches Öl der Verbindung (7), das ohne weitergehende Reinigung für die nachfolgende Reaktionsstufe eingesetzt wird.3.6 g (20 mmol) of triethanolamine and 18 g (64 mmol) of the compound (6) described above are heated to reflux in 140 ml of methyl ethyl ketone. After the evolution of carbon dioxide has ended, the mixture is heated under reflux for a further hour and then the solvent is distilled off. There remains highly viscous, reddish oil of compound (7) which is used for the subsequent reaction step without further purification.

Stufe 3:Level 3: Tris-[(5-diazo-3,8-dioxa-4,6-dioxo-8-phenyl)-octyl]-amin (8)Tris - [(5-diazo-3,8-dioxa-4,6-dioxo-8-phenyl) octyl] amine (8)

Die Gesamtmenge des in Stufe 2 entstandenen Öls (7) (etwa 20 mmol) wird in 120 mol Acetonitril gelöst und auf 0° C gekühlt. Zu der erkalteten Lösung werden unter Rühren 6,5 g (65 mmol) Triethylamin hinzugefügt und anschließend 12,8 g (65 mmol) Tosylazid in der Weise zugetropft, daß die Temperatur nicht über 5 C ansteigt. Die Mischung wird 10 Minuten bei dieser Temperatur gerührt und anschließend auf Raumtemperatur erwärmt. Nach drei Stunden wird die klare Lösung am Rotationsverdampfer zum Trocknen eingeengt, in Diethylether aufgenommen und zweimal mit je 100 ml 5%iger wässriger Kalilauge extrahiert sowie anschließend mit Wasser neutral gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Einengen am Rotationsverdampfer verbleiben 15,4 g eines schwach bräunlichen Öls, das durch Anlegen eines Hochvakuums von Lösungsmittelresten befreit wird. Dabei beginnen sich Kristalle abzuscheiden. Der Kristallbrei wird aus Toluol umkristallisiert, wobei 12,1 g farbloser Kristalle der Verbindung (8) entstehen, die unter beginnender Zersetzung bei 104° C schmelzen.

Figure imgb0015
IR (KBr): 2.142 cm-1 (C = N2)The total amount of oil (7) formed in stage 2 (about 20 mmol) is dissolved in 120 mol acetonitrile and cooled to 0 ° C. 6.5 g (65 mmol) of triethylamine are added to the cooled solution with stirring, and 12.8 g (65 mmol) of tosyl azide are then added dropwise in such a way that the temperature does not rise above 5 ° C. The mixture is stirred at this temperature for 10 minutes and then warmed to room temperature. After three hours, the clear solution is evaporated to dryness on a rotary evaporator, taken up in diethyl ether and extracted twice with 100 ml of 5% aqueous potassium hydroxide solution and then washed neutral with water. The organic phase is separated off and dried over magnesium sulfate. After concentrating on a rotary evaporator, 15.4 g of a slightly brownish oil remain, which is freed from solvent residues by applying a high vacuum. Crystals begin to separate. The crystal slurry is recrystallized from toluene, giving 12.1 g of colorless crystals of compound (8), which melt at 104 ° C. with the start of decomposition.
Figure imgb0015
IR (KBr): 2.142 cm -1 (C = N 2 )

Beispiel 4Example 4 Herstellung eines trifunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel I: Tris-[(5-diazo-7,7-dimethyl-4,6-dioxo-3-oxa)-octyl]-amin (10)Preparation of a trifunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I: Tris - [(5-diazo-7,7-dimethyl-4,6-dioxo-3-oxa) octyl] amine (10) Stufe 1:Step 1: Tris-[(7,7-dimethyl-4,6-dioxo-3-oxa)-octyl]-amin (9)Tris - [(7,7-dimethyl-4,6-dioxo-3-oxa) octyl] amine (9)

7,5 g (50 mmol) Triethanolamin und 30 g (189 mmol) 4,4-Dimethyl-3-oxovaleriansäuremethylester werden unter Rühren 5 Stunden auf 130° C erhitzt. Der dabei gebildete Methylalkohol wird abdestilliert. Anschließend wird der überschüssige monofunktionelle ß-Ketoester im Vakuum abdestilliert. Zurück bleibt ein hellgelbes Öl, welches sich als fast reine Verbindung (9) erweist, so daß es ohne weitere Reinigung für die nachfolgende Reaktionsstufe verwendet werden kann.7.5 g (50 mmol) of triethanolamine and 30 g (189 mmol) of 4,4-dimethyl-3-oxovaleric acid methyl ester are heated at 130 ° C. for 5 hours with stirring. The methyl alcohol formed is distilled off. The excess monofunctional β-keto ester is then distilled off in vacuo. What remains is a light yellow oil, which proves to be an almost pure compound (9), so that it can be used for the subsequent reaction step without further purification.

Stufe 2:Level 2: Tris-[(5-diazo-7,7-dimethyl-4,6-dioxo-3-oxa)-octyl]-amin (10)Tris - [(5-diazo-7,7-dimethyl-4,6-dioxo-3-oxa) octyl] amine (10)

18 g (34 mmol) der Verbindung (9) aus Stufe 1 werden in 180 ml Acetonitril gelöst und auf 0° C gekühlt. Zu der erkalteten Lösung werden unter Rühren 11,4 g (112 mmol) Triethylamin hinzugefügt und anschließend 22,4 g (112 mmol) Tosylazid derart zugetropft, daß die Temperatur nicht über 5 C ansteigt. Die Mischung wird 10 Minuten bei dieser Temperatur gerührt und anschließend auf Raumtemperatur erwärmt. Nach zwei Stunden wird die klare Lösung am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt, in Diethylether aufgenommen, zweimal mit je 100 ml 5%iger wässriger Kalilauge extrahiert und mit Wasser neutral gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Einengen am Rotationsverdampfer verbleiben 18,4 g eines schwach bräunlichen Öls, daß durch Anlegen eines Hochvakuums von Lösungsmittelresten befreit wird. Dabei beginnen sich Kristalle abzuscheiden. Der Kristallbrei wird aus Cyclohexan umkristallisiert, wobei 15,4 g farbloser Kristalle der Verbindung (10) anfallen, die unter langsamer Zersetzung bei 101 °C schmelzen.

Figure imgb0016
IR (KBr): 2.171 cm-', 2.134 cm-1 (Schulter) (C=N2)18 g (34 mmol) of compound (9) from stage 1 are dissolved in 180 ml of acetonitrile and cooled to 0 ° C. 11.4 g (112 mmol) of triethylamine are added to the cooled solution with stirring, and 22.4 g (112 mmol) of tosyl azide are then added dropwise in such a way that the temperature does not rise above 5 ° C. The mixture is stirred at this temperature for 10 minutes and then warmed to room temperature. After two hours, the clear solution is evaporated to dryness on a rotary evaporator, taken up in diethyl ether, extracted twice with 100 ml of 5% aqueous potassium hydroxide solution and washed neutral with water. The organic phase is separated off and dried over magnesium sulfate. After concentrating on a rotary evaporator, 18.4 g of a slightly brownish oil remain, which is freed from solvent residues by applying a high vacuum. Crystals begin to separate. The crystal slurry is recrystallized from cyclohexane, 15.4 g of colorless crystals of compound (10) being obtained, which melt at 101 ° C. with slow decomposition.
Figure imgb0016
IR (KBr): 2.171 cm- ', 2.134 cm- 1 (shoulder) (C = N2)

Beispiel 5Example 5 Herstellung eines trifunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel I: N-Phenyl-N'-[1,1-bis-(5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl)-6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl]-harnstoff (13)Preparation of a trifunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I: N-phenyl-N '- [1,1-bis- (5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxapentyl) -6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl] urea (13) Stufe 1:Step 1: N-Phenyl-N'-[1,1-bis-hydroxymethyl-2-hydroxyethyl]-harnstoff (11)N-phenyl-N '- [1,1-bis-hydroxymethyl-2-hydroxyethyl] urea (11)

66,6 g (0,55 mol) Tris(hydroxymethyl)aminomethan werden in 200 ml destilliertem Wasser gelöst und mit 400 ml Aceton versetzt. Unter Rühren werden bei 20° C 59,6 g (0,5 mol) Phenylisocyanat zugetropft, wobei sich ein schwerer, weißer Niederschlag bildet. Nach Beendigung der Zugabe wird weitere 2 Stunden gerührt und der Niederschlag abgesaugt. Er wird anschließend nacheinander in je 150 ml Wasser, Aceton und Diethylether digeriert. Schließlich wird die praktisch analysenrein erhaltene Verbindung (11) bei 75° C getrocknet.66.6 g (0.55 mol) of tris (hydroxymethyl) aminomethane are dissolved in 200 ml of distilled water and 400 ml of acetone are added. While stirring, 59.6 g (0.5 mol) of phenyl isocyanate are added dropwise at 20 ° C., a heavy, white precipitate being formed. After the addition has ended, the mixture is stirred for a further 2 hours and the precipitate is filtered off with suction. It is then digested successively in 150 ml of water, acetone and diethyl ether. Finally, the compound (11) obtained in practically pure analysis is dried at 75 ° C.

Stufe 2:Level 2: N-Phenyl-N'-[1,1-bis-(5-cyclohexyl-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl)-6-cyclohexyl-4,6-d ioxo-3-oxa-hexyl]-harnstoft (12)N-phenyl-N '- [1,1-bis- (5-cyclohexyl-3,5-dioxo-2-oxapentyl) -6-cyclohexyl-4,6-d ioxo-3-oxa-hexyl] - urinary (12)

8,4 g (35 mmol) der Verbindung (11) und 22,0 g (119 mmol) 3-Cyclohexyl-3-oxo-propionsäuremethyle- ster werden in einer Claisenapparaturunter Anlegen eines schwachen Vakuums 4 Stunden auf 130° C erwärmt, wobei der gebildete Methylalkohol abdestilliert. Anschließend wird der überschüssige 3-Cyclohexyl-3-oxo-propionsäuremethylester (Kp. 75-76° C/0,05 Torr) aus dem Gemisch abdestilliert. Es verbleibt ein bräunliches, hochviskoses Öl von N-Phenyl-N'- 1,1-bis-(5-cyclohexyl-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl)-6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl-harnstoff (12), das ohne weitere Reinigung weiter verwendet wird.8.4 g (35 mmol) of the compound (11) and 22.0 g (119 mmol) of 3-cyclohexyl-3-oxo-propionic acid methyl ester are heated in a Claisen apparatus to 130 ° C for 4 hours while applying a weak vacuum, during which time the methyl alcohol formed is distilled off. Then the excess 3-cyclohexyl-3-oxo-propionic acid methyl ester (bp. 75-76 ° C / 0.05 Torr) is distilled off from the mixture. A brownish, highly viscous oil of N-phenyl-N'-1,1-bis- (5-cyclohexyl-3,5-dioxo-2-oxapentyl) -6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3 remains -oxa-hexyl-urea (12), which is used without further purification.

Stufe 3:Level 3: N-Phenyl-N-[1,1-bis-(5-cyciohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxa-penty)-6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3- oxahexyl]-harnstoff (13)N-phenyl-N- [1,1-bis- (5-cyciohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxapent) -6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3 - oxahexyl] urea (13)

13,72 g (20 mmol) der vorstehend beschriebenen Verbindung (12) und 6,6 g (65 mmol) Triethylamin werden in 140 ml Acetonitril gelöst und auf 0° C gekühlt. Zu dieser Lösung werden 12,8 g (65 mmol) Toluolsulfonylazid derart zugetropft, daß die Temperatur 5° C nicht übersteigt. Die Mischung wird auf Raumtemperatur erwärmt und 4 Stunden nachgerührt. Anschließend wird die klare Lösung am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt, der Rückstand in Dichlormethan aufgenommen, zweimal mit je 100 ml 5%- iger wäßriger Kalilauge extrahiert und mit Wasser neutral gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Einengen am Rotationsverdampfer verbleiben 12,4 g eines schwach bräunlichen Öls, das durch Anlegen eines Hochvakuums von Lösungsmittelresten befreit wird. Das Öl wird erneut in einer geringen Menge Dichlormethan aufgenommen und über eine Kieselgelsäule eluiert. Durch Verwendung von Dichlormethan/Essigester 5:1 als mobile Phase werden, nach Einengen des Lösungsmittels, 8,5 g (55,6 % d. Th.) eines schwach gelblichen Öls der Verbindung (13) erhalten.

Figure imgb0017
IR (KBr): 2.141,2 cm-' (C=N2)13.72 g (20 mmol) of the compound (12) described above and 6.6 g (65 mmol) of triethylamine are dissolved in 140 ml of acetonitrile and cooled to 0 ° C. 12.8 g (65 mmol) of toluenesulfonyl azide are added dropwise to this solution in such a way that the temperature does not exceed 5 ° C. The mixture is warmed to room temperature and stirred for 4 hours. The clear solution is then evaporated to dryness on a rotary evaporator, the residue is taken up in dichloromethane, extracted twice with 100 ml of 5% strength aqueous potassium hydroxide solution and washed neutral with water. The organic phase is separated off and dried over magnesium sulfate. After concentrating on a rotary evaporator, 12.4 g of a slightly brownish oil remain, which is freed from solvent residues by applying a high vacuum. The oil is again taken up in a small amount of dichloromethane and eluted on a silica gel column. By using dichloromethane / ethyl acetate 5: 1 as the mobile phase, after concentrating the solvent, 8.5 g (55.6% of theory) of a slightly yellowish oil of compound (13) are obtained.
Figure imgb0017
IR (KBr): 2.141.2 cm- '(C = N2)

Beispiel 6Example 6 Herstellung eines trifunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel I: 2,2,2-Tris-[4-(7-cyclohexyl-6-diazo-1,4-dioxa-5,7-dioxo-heptyl)-phenyl]-ethan (15)Preparation of a trifunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I: 2,2,2-tris- [4- (7-cyclohexyl-6-diazo-1,4-dioxa-5,7-dioxo-heptyl) - phenyl] ethane (15) Stufe 1:Step 1: 2,2,2-Tris-[4-(7-cyclohexyl-1,4-dioxa-5,7-dioxoheptyl)-phenyl]-ethan (14)2,2,2-tris [4- (7-cyclohexyl-1,4-dioxa-5,7-dioxoheptyl) phenyl] ethane (14)

8,77 g (20 mmol) 2,2,2-Tris-[4-(2-hydroxy-ethoxy)-phenyl]-ethan (hergestellt durch Umsetzung von Tris-(4-hydroxyphenyl)-ethan mit 2-Chlorethanol) werden mit 18,4 g (100 mmol) 3-Cyclohexyl-3-oxopropionsäu- remethylester in einer Claisenapparatur unter Anlegen eines schwachen Vakuums 4 Stunden auf 130° C erwärmt. Der gebildete Methylalkohol wird abdestilliert, ebenso der überschüssige 3-Cyclohexyl-3-oxo- propionsäuremethylester (Kp. 75 - 76° C/0,05 Torr). Es verbleibt ein schwach bräunlich gefärbtes hochviskoses Öl der Verbindung (14), das ohne weitere Reinigung weiter verwendet wird.8.77 g (20 mmol) of 2,2,2-tris [4- (2-hydroxy-ethoxy) phenyl] ethane (prepared by reacting tris (4-hydroxyphenyl) ethane with 2-chloroethanol) are heated with 18.4 g (100 mmol) of 3-cyclohexyl-3-oxopropionic acid methyl ester in a Claisen apparatus under a weak vacuum at 130 ° C. for 4 hours. The methyl alcohol formed is distilled off, as is the excess 3-cyclohexyl-3-oxopropionic acid methyl ester (bp. 75-76 ° C./0.05 Torr). A slightly brownish, highly viscous oil of compound (14) remains which can be used without further purification.

Stufe 2:Level 2: 2,2,2-Tris-[4-(7-cyclohexyl-6-diazo-1,4-dioxa-5,7-dioxo-heptyl)-phenyl]-ethan (15)2,2,2-tris [4- (7-cyclohexyl-6-diazo-1,4-dioxa-5,7-dioxo-heptyl) phenyl] ethane (15)

8,95 g (10 mmol) der vorstehend beschriebenen Verbindung (14) und 3,5 g (35 mmol) Triethylamin werden in 100 ml Acetonitril gelöst und auf 0° C abgekühlt. Zu dieser Lösung werden 6,9 g (35 mmol) Toluolsulfonylazid derart zugetropft, daß die Temperatur 5° C nicht übersteigt. Die Mischung wird auf Raumtemperatur erwärmt und 4 Stunden nachgerührt. Anschließend wird die klare Lösung am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt, in Dichlormethan aufgenommen, zweimal mit je 100 ml 5%-iger wäßriger Kalilauge extrahiert und mit Wasser neutral gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Einengen am Rotationsverdampfer verbleiben 9,4 g eines schwach bräunlichen Öls, das durch Anlegen eines Hochvakuums von Lösungsmittelresten befreit wird. Das Öl beginnt unmittelbar zu kristallisieren. Der Kristallbrei wird aus t-Butylmethylether umkristallisiert. Die Verbindung (15) wird in Form eines weißen Pulvers in praktisch quantitiver Ausbeute erhalten und besitzt einen Schmelzpunkt von 96 C.

Figure imgb0018
IR (KBr): 2.141,2 cm-1 (C=N2)8.95 g (10 mmol) of the compound (14) described above and 3.5 g (35 mmol) of triethylamine are dissolved in 100 ml of acetonitrile and cooled to 0 ° C. 6.9 g (35 mmol) of toluenesulfonyl azide are added dropwise to this solution in such a way that the temperature does not exceed 5 ° C. The mixture is warmed to room temperature and stirred for 4 hours. The clear solution is then evaporated to dryness on a rotary evaporator, taken up in dichloromethane, extracted twice with 100 ml of 5% strength aqueous potassium hydroxide solution and washed neutral with water. The organic phase is separated off and dried over magnesium sulfate. After concentrating on a rotary evaporator, 9.4 g of a slightly brownish oil remain, which is freed from solvent residues by applying a high vacuum. The oil immediately begins to crystallize. The crystal slurry is recrystallized from t-butyl methyl ether. Compound (15) is obtained in the form of a white powder in virtually quantitative yield and has a melting point of 96 C.
Figure imgb0018
IR (KBr): 2.141.2 cm -1 (C = N 2 )

Beispiel 7Example 7 Herstellung eines tetrafunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel I: N- 1,1-Bis-(5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl)-6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl]-O-[6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl)-urethan (18)Preparation of a tetrafunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I: N-1,1-bis- (5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxapentyl) -6-cyclohexyl-5 -diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl] -O- [6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl) urethane (18) Stufe 1:Step 1: N-(Bis-1,1-hydroxymethyl-2-hydroxyethyl)-O-(2-hydroxyethyl)-urethan (16)N- (bis-1,1-hydroxymethyl-2-hydroxyethyl) -O- (2-hydroxyethyl) urethane (16)

88,6 g (1 mol) Ethylencarbonat und 121,2 g Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan werden miteinander vermischt. Die Mischung erhitzt sich und wird durch externe Kühlung auf maximal 70° C gehalten. Nachdem die exotherme Reaktion beendet ist, wird weitere 6 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Beim Abkühlen bildet sich eine Schmelze, die aus Aceton umkristallisiert wird. Man erhält 198 g weißer Kristalle, die bei 112" C schmelzen.88.6 g (1 mol) of ethylene carbonate and 121.2 g of tris (hydroxymethyl) aminomethane are mixed together. The mixture heats up and is kept at a maximum of 70 ° C by external cooling. After the exothermic reaction has ended, the mixture is stirred at this temperature for a further 6 hours. When cooling, a melt forms, which is recrystallized from acetone. 198 g of white crystals are obtained, which melt at 112 ° C.

Stufe 2:Level 2: N-[1,1-Bis-(5-cyclohexyl-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl)-6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl]-0-[6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl)-urethan (17)N- [1,1-bis (5-cyclohexyl-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl) -6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl] -0- [6-cyclohexyl -4,6-dioxo-3-oxa-hexyl) urethane (17)

6,27 g (30 mmol) der Verbindung (16) aus Stufe 1 werden mit 25,0 g (136 mmol) Cyclohexylacetessigsäuremethylester auf 140° C erhitzt. Im Verlauf von 4 Stunden wird die theoretische Menge von Methylalkohol aus dem Gemisch abdestilliert. Anschließend wird der Überschuß des Cyclohexylacetessigsäuremethylesters im Vakuum abdestilliert, und der schwach bräunliche Rückstand der Verbindung (17) ohne weitere Reinigung weiterverarbeitet.6.27 g (30 mmol) of compound (16) from stage 1 are heated to 140 ° C. with 25.0 g (136 mmol) of methyl cyclohexylacetoacetate. The theoretical amount of methyl alcohol is distilled off from the mixture in the course of 4 hours. The excess of the cyclohexylacetoacetic acid methyl ester is then distilled off in vacuo, and the slightly brownish residue of compound (17) is processed without further purification.

Stufe 3:Level 3: N-[1,1-Bis-(5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl)-6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl]-O-[6- cylcohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl)-urethan (18)N- [1,1-bis (5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxapentyl) -6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl ] -O- [6-cylcohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl) urethane (18)

24,5 g (30 mmol) der Verbindung (17) werden in 250 ml Acetonitril gelöst und auf 0 C gekühlt. Zu der erkalteten Lösung werden unter Rühren 13,4 g (130 mmol) Triethylamin hinzugefügt. Anschließend werden 25,6 g (130 mmol) Tosylazid derart zugetropft, daß die Temperatur nicht über 5° C ansteigt. Die Mischung wird 10 Minuten bei dieser Temperatur gerührt und anschließend auf Raumtemperatur erwärmt. Nach 3 Stunden wird die klare, rötlich-braune Lösung am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt, der Rückstand in Dichlormethan aufgenommen, zweimal mit je 100 ml 5%iger wässriger Kalilauge extrahiert und mit 5%iger wässriger Kochsalz-Lösung neutral gewaschen. Die organische Phase wird anschließend abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Einengen der Lösung am Rotationsverdampfer verbleiben 26,7 g eines bräunlichen Öls, das durch Anlegen eines Hochvakuums von Lösungsmittelresten befreit wird. Durch Zugabe von Diethylether beginnen sich geringe Mengen schwach gelblicher Kristalle abzuscheiden. Diese werden abgetrennt und erweisen sich als N-[1,1-Bis-(5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxa-pentyl)-6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl]-O-[6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl)-urethan (18). Die verbleibende Lösung wird an Kieselgel mit Dichlormethan chromatographiert, um restliche Spuren an Verbindung (18) zu isolieren. Überschüssiges Tosylazid wird dabei eluiert. Die Hauptfraktion wird mit einer Mischung aus Dichlormethan/Essigester eluiert (75 % der eingesetzten Menge), wobei nach Abdestillierung der Lösemittel die Kristallisation von Verbindung (18) einsetzt.

Figure imgb0019
IR (KBr): 2.140,6 cm-1 (C=N2)24.5 g (30 mmol) of compound (17) are dissolved in 250 ml of acetonitrile and cooled to 0 C. 13.4 g (130 mmol) of triethylamine are added to the cooled solution with stirring. 25.6 g (130 mmol) of tosyl azide are then added dropwise in such a way that the temperature does not rise above 5 ° C. The mixture is stirred at this temperature for 10 minutes and then warmed to room temperature. After 3 hours, the clear, reddish-brown solution is evaporated to dryness on a rotary evaporator, the residue is taken up in dichloromethane, extracted twice with 100 ml of 5% aqueous potassium hydroxide solution and washed neutral with 5% aqueous sodium chloride solution. The organic phase is then separated off and dried over magnesium sulfate. After concentrating the solution on a rotary evaporator, 26.7 g of a brownish oil remain, which is freed from solvent residues by applying a high vacuum. By adding diethyl ether, small amounts of pale yellowish crystals begin to separate out. These are separated off and prove to be N- [1,1-bis (5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxapentyl) -6- cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl] -O- [6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl) urethane (18). The remaining solution is chromatographed on silica gel with dichloromethane to isolate residual traces of compound (18). Excess tosyl azide is eluted. The main fraction is eluted with a mixture of dichloromethane / ethyl acetate (75% of the amount used), the crystallization of compound (18) commencing after the solvents have been distilled off.
Figure imgb0019
IR (KBr): 2,140.6 cm -1 (C = N2)

Beispiel 8Example 8 Herstellung eines tetrafunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel 1: N,N,N',N'-Tetrakis-[6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl]-ethylendiamin (20)Preparation of a tetrafunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula 1: N, N, N ', N'-tetrakis [6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl] ethylenediamine (20) Stufe 1:Step 1: N,N,N',N'-Tetrakis- 6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3-oxahexyl -ethylendiamin (19)N, N, N ', N'-tetrakis-6-cyclohexyl-4,6-dioxo-3-oxahexyl-ethylenediamine (19)

5,9 g (25 mmol) N,N,N',N'-Tetrakis-(2-hydroxyethyl)-ethylendiamin werden mit 33,1 g (180 mmol) 3-Cyclohexyl-3-oxo-propionsäuremethylester 7,5 Stunden auf 130° C erhitzt, wobei der gebildete Methylalkohol abdestilliert wird. Anschließend wird der Überschuß des 3-Cyclohexyl-3-oxo-propionsäuremethylesters in Vakuum abdestilliert. Man erhält in quantitativer Ausbeute ein orangegelbes zähes Öl der sehr reinen Verbindung (19). Dieses wird ohne weitere Reinigung in der nächsten Reaktionsstufe eingesetzt.5.9 g (25 mmol) of N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine are mixed with 33.1 g (180 mmol) of 3-cyclohexyl-3-oxo-propionic acid methyl ester for 7.5 hours heated to 130 ° C, the methyl alcohol formed being distilled off. The excess of the 3-cyclohexyl-3-oxo-propionic acid methyl ester is then distilled off in vacuo. An orange-yellow viscous oil of the very pure compound (19) is obtained in quantitative yield. This is used in the next reaction stage without further purification.

Stufe 2:Level 2: N,N,N',N'-Tetrakis-[6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl]-ethylendiamin (20)N, N, N ', N'-tetrakis [6-cyclohexyl-5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-hexyl] ethylenediamine (20)

19,8 9 (23 mmol) der vorstehend beschriebenen Verbindung werden in 200 ml Acetonitril gelöst. In die auf 0° C gekühlte Lösung werden 20,6 g (104 mmol) Tosylazid gegeben und anschließend 10,8 g (107 mmol) Triethylamin derartig zugetropft, daß die Temperatur nicht über 50 C ansteigt. Nach drei Stunden wird die klare, rötliche Lösung am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt, in einer Ether/Dichlormethan-(3:1)-Mischung aufgenommen, zweimal mit je 100 ml 5%-iger wäßriger Kalilauge extrahiert und mit 5%-iger wäßriger Kochsalzlösung neutral gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Bei dem Einengen am Rotationsverdampfer fällt das fast reine Produkt (20) bereits kristallin und in 95%-iger Ausbeute an. Eine analysenreine Probe wird durch Umkristallisation aus Ethanol hergestellt; weiße Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 112 - 114° C.

Figure imgb0020
IR (KBr): 2.140,6 cm-1 (C = N2)19.8 9 (23 mmol) of the compound described above are dissolved in 200 ml of acetonitrile. 20.6 g (104 mmol) of tosyl azide are added to the solution, which is cooled to 0 ° C., and 10.8 g (107 mmol) of triethylamine are then added dropwise in such a way that the temperature does not rise above 50 ° C. After three hours, the clear, reddish solution is evaporated to dryness on a rotary evaporator, taken up in an ether / dichloromethane (3: 1) mixture, extracted twice with 100 ml of 5% aqueous potassium hydroxide solution and with 5% aqueous sodium chloride solution washed neutral. The organic phase is separated off and dried over magnesium sulfate. When concentrated on a rotary evaporator, the almost pure product (20) is already crystalline and in 95% yield. An analytically pure sample is prepared by recrystallization from ethanol; white crystals with a melting point of 112 - 114 ° C.
Figure imgb0020
IR (KBr): 2,140.6 cm -1 (C = N 2 )

Beispiel 9Example 9 Herstellung eines hexafunktionellen a-Diazo-ß-ketoesters der allgemeinen Formel I: 1,19-Bis-cyclohexyl-2,18-bis-diazo-6,14-[bis-(4-cyclohexyl-3-diazo-2,4-dioxo-1-oxa)-butyl]-10-[8-(cyclohexyl-7-diazo-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3-(3-cyclohexyl-3-diazo-2,4-dioxo-1-oxabutyl))-1,5-dioxa-6,8-dioxo-octyl]-4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxo-nonadecan (22)Preparation of a hexafunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I: 1,19-bis-cyclohexyl-2,18-bis-diazo-6,14- [bis- (4-cyclohexyl-3-diazo-2,4 -dioxo-1-oxa) butyl] -10- [8- (cyclohexyl-7-diazo-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3- (3-cyclohexyl-3-diazo-2,4- dioxo-1-oxabutyl)) - 1,5-dioxa-6,8-dioxo-octyl] -4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxo-nonadecane (22) Stufe 1:Step 1: 1,19-Bis-cyclohexyl-6,14-[bis-(4-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa)-butyl]-10-[8-(cyclohexyl-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3-(3-cyc!ohexyl-2,4-dioxo-1-oxa-butyl))-1,5-dioxa-6.8-dioxo-octyl]-4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxo- nonadecan (21)1,19-bis-cyclohexyl-6,14- [bis- (4-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa) butyl] -10- [8- (cyclohexyl-1,5-dioxa-6, 8-dioxo-3- (3-cyc! Ohexyl-2,4-dioxo-1-oxa-butyl)) - 1,5-dioxa-6.8-dioxo-octyl] -4,8,12,16-tetraoxa- 1,3,17,19-tetraoxononadecane (21)

6,32 g (20 mmol) Tetraglycerin werden mit 33,1 g (180 mmol) 3-Cyclohexyl-3-oxo-propionsäurem- ethylester 7,5 Stunden auf 130° C erhitzt, wobei der gebildete Methylalkohol abdestilliert wird. Anschließend wird der Überschuß des 3-Cyclohexyl-3-oxo-propionsäuremethylesters im Vakuum abdestilliert. Man erhält in quantitativer Ausbeute ein praktisch farbloses glasartiges Produkt aus sehr reinem 1,19-Bis- cyclohexyl-6,14-[bis-(4-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa)-butyl]-10-[8-(cyclohexyl-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3-(3-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa-butyl))-1,5-dioxa-6,8-dioxo-octyl-]-4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxo- nonadecan (21). Dieses wird ohne weitere Reinigung in der nächsten Reaktionsstufe eingesetzt.6.32 g (20 mmol) of tetraglycerol are heated to 130 ° C. for 7.5 hours with 33.1 g (180 mmol) of ethyl 3-cyclohexyl-3-oxo-propionate, the methyl alcohol formed being distilled off. The excess of the 3-cyclohexyl-3-oxo-propionic acid methyl ester is then distilled off in vacuo. A virtually colorless glass-like product is obtained in quantitative yield from very pure 1,19-bis-cyclohexyl-6,14- [bis- (4-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa) butyl] -10- [ 8- (cyclohexyl-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3- (3-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa-butyl)) - 1,5-dioxa-6,8-dioxo- octyl -] - 4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxononadecane (21). This is used in the next reaction stage without further purification.

Stufe 2:Level 2: 1,19-Bis-cyclohexyl-2,18-bis-diazo-6,14-[bis-(3-diazo-4-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa-butyl]-10-[8-(cyclohexyl-7-diazo-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3-(3-cyclohexyl-3-diazo-2,4-dioxo-1-oxa-butyl))-1,5-dioxa-6,8-dioxo-octyl]-4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxo-nonadecan (22)1,19-bis-cyclohexyl-2,18-bis-diazo-6,14- [bis- (3-diazo-4-cyclohexyl-2,4-dioxo-1-oxa-butyl] -10- [8- (cyclohexyl-7-diazo-1,5-dioxa-6,8-dioxo-3- (3-cyclohexyl-3-diazo-2,4-dioxo-1-oxa-butyl)) - 1,5-dioxa- 6,8-dioxo-octyl] -4,8,12,16-tetraoxa-1,3,17,19-tetraoxo-nonadecane (22)

12,3 g (10 mmol) der Verbindung (21) werden in 150 ml Acetonitril gelöst und wie vorstehend beschrieben mit 11,8 g (60 mmol) Tosylazid und 6,1 g (60 mmol) Triethylamin versetzt. Nach Erwärmung auf Raumtemperatur wird die Mischung 8 Stunden gerührt und wie vorstehend beschrieben aufgearbeitet. Die Hälfte des Produktgemischs wird über eine Kieselgelsäule eluiert, wobei eine hellgelbe Fraktion unter Verwendung des Laufmittels Dichlormethan/Essigester (6:1) isoliert wird. Nach Einengen verbleibt ein gelbliches Öl.

Figure imgb0021
IR (Film): 2.138,4 cm-' (C=N2)12.3 g (10 mmol) of compound (21) are dissolved in 150 ml of acetonitrile and, as described above, 11.8 g (60 mmol) of tosyl azide and 6.1 g (60 mmol) of triethylamine are added. After warming to room temperature, the mixture is stirred for 8 hours and worked up as described above. Half of the product mixture is eluted on a silica gel column, a light yellow fraction being isolated using the mobile phase dichloromethane / ethyl acetate (6: 1). After concentration, a yellowish oil remains.
Figure imgb0021
IR (film): 2,138.4 cm- '(C = N 2 )

Beispiel 10Example 10

Wie in Beispiel 7 beschrieben, werden 10 g (73,5 mmol) Pentaerythrit mit 55,2 g 3-Cyclohexyl-3-oxo- propionsäuremethylester umgesetzt und aufgearbeitet. Es kann ein tetrafunktioneller Ester (Verbindung 23), in dem R1 = C6H11 bedeutet, isoliert werden. Er fällt als zähes Öl in nahezu quantitativer Ausbeute an.As described in Example 7, 10 g (73.5 mmol) of pentaerythritol are reacted with 55.2 g of 3-cyclohexyl-3-oxo-propionate and worked up. A tetrafunctional ester (compound 23) in which R 1 = C 6 H 11 can be isolated. It is obtained as a viscous oil in almost quantitative yield.

Anschließend wird der Ester (23) mit 59,1 g (300 mmol) Toluolsulfonylazid und 30,6 g (300 mmol) Triethylamin in 200,0 g Acetonnitril zum entsprechenden tetrafunktionellen a-Diazo-ß-ketoester der allgemeinen Formel I umgesetzt. Die Verbindung (25) wird durch Umkristallisation aus Ethanol gereinigt. Sie zeigt einen Schmelzpunkt von 123 - 125" C.

Figure imgb0022
Beispiel 11 (Vergleichsbeispiel)The ester (23) is then reacted with 59.1 g (300 mmol) of toluenesulfonyl azide and 30.6 g (300 mmol) of triethylamine in 200.0 g of acetonitrile to give the corresponding tetrafunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I. The compound (25) is purified by recrystallization from ethanol. It shows a melting point of 123 - 125 "C.
Figure imgb0022
Example 11 (comparative example)

Wie in Beispiel 10 beschrieben, werden 10 g Pentaerythrit zu einem tetrafunktionellen Ester (Verbindung 24) umgesetzt, in diesem Fall aber mit 39,0 g Acetessigsäuremethylester, so daß R' = CH3 bedeutet.As described in Example 10, 10 g of pentaerythritol are converted to a tetrafunctional ester (compound 24), but in this case with 39.0 g of methyl acetoacetate, so that R '= CH 3 .

Anschließend wird die Verbindung (24), wie in Beispiel 10 beschrieben, zu dem entsprechenden tetrafunktionellen a-Diazo-ß-ketoester (26) der allgemeinen Formel I umgesetzt, und die Verbindung (26) aus Ethanol umkristallisiert. Sie zeigt einen Schmelzpunkt von 108 -120* C.

Figure imgb0023
Then the compound (24), as described in Example 10, is converted to the corresponding tetrafunctional a-diazo-β-keto ester (26) of the general formula I, and the compound (26) is recrystallized from ethanol. It shows a melting point of 108-120 * C.
Figure imgb0023

Wie in der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung P (Hoe 89/K 002) gezeigt wird, zeigen lichtempfindliche Gemische, die die Verbindung gemäß dem Beispiel 11 als photoaktive Komponente enthalten, im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Verbindung der allgemeinen Formel I zwar vergleichbare Ausbleicheigenschaften mit diesen, allerdings sind die bilddifferenzierenden Eigenschaften nicht zufriedenstellend.As shown in the simultaneously filed German Patent Application P (Hoe 89 / K 002), point light-sensitive mixtures which contain the compound according to Example 11 as a photoactive component, in comparison to the compound of the invention of general formula I although comparable Ausbleic h properties with these, however, the image differentiating properties are not satisfactory.

Beispiele 12 bis 67Examples 12 to 67

Es werden weitere Verbindungen der allgemeinen Formel I vorgestellt, die analog zu den bisher beschriebenen Beispielen hergestellt wurden. Wegen der Vielzahl der Verbindungen werden diese in den folgenden Tabellen hinsichtlich der in der allgemeinen Formel I beschriebenen Variationsmöglichkeiten charakterisiert. Als Analysenwert ist die quantitative Bestimmung des Stickstoffs hinreichend aussagefähig.

Figure imgb0024
Figure imgb0025
Figure imgb0026
Figure imgb0027
Figure imgb0028
There are presented further compounds of general formula I, which were prepared analogously to the examples described so far. Because of the large number of compounds, these are characterized in the following tables with regard to the possible variations described in the general formula I. The quantitative determination of nitrogen is sufficiently meaningful as an analytical value.
Figure imgb0024
Figure imgb0025
Figure imgb0026
Figure imgb0027
Figure imgb0028

C4H7- = Cyclobutyl-; C6H11- = Cyclohexyl-.C 4 H 7 - = cyclobutyl-; C 6 H 11 - = cyclohexyl.

AnwendungsbeispieleExamples of use

Die folgenden Beispiele geben einige Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen Gemische wieder. Diese sollen lediglich erläuternden Charakter haben, jedoch die Erfindung nicht beschränken. In den Beispielen verhalten sich Gewichtsteile (Gt) zu Volumenteilen (Vt) bzw. g:cm3 wie 1:1.The following examples show some possible uses of the radiation-sensitive mixtures according to the invention. These are intended to be illustrative only, but not to limit the invention. In the examples, parts by weight (pbw) to parts by volume (pbv) or g: cm 3 are 1: 1.

Beispiel 1example 1

Es wird ein strahlungsempfindliches Gemisch hergestellt, enthaltend

  • 0,19 Gt 2,2,2-Tris-[4-(7-cyclohexyl-6-diazo-1,4-dioxa-7,5-dioxo-heptyl)-phenyl]-ethan (Beispiel 6) und
  • 0,75 Gt Poly-(3-methyl-4-hydroxystyrol) in
  • 4,25 Gt Propylenglykolmonomethyletheracetat.
A radiation sensitive mixture is prepared containing
  • 0.19 pbw of 2,2,2-tris [4- (7-cyclohexyl-6-diazo-1,4-dioxa-7,5-dioxo-heptyl) phenyl] ethane (Example 6) and
  • 0.75 pbw of poly (3-methyl-4-hydroxystyrene) in
  • 4.25 pbw of propylene glycol monomethyl ether acetate.

Von dieser Lösung werden 1,5 ml durch einen Filter mit einem Porendurchmesser von 0,2 um filtriert und auf einen Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 7,62 cm aufgetragen. Durch Rotation des Wafers bei 2.000 Upm für 40 sec wird eine homogene Schicht erzeugt, die nach dem Trocknen dieser in einem Umluftofen bei 90 C und für 30 min eine Dicke von 0,87 um aufweist.1.5 ml of this solution are filtered through a filter with a pore diameter of 0.2 μm and applied to a silicon wafer with a diameter of 7.62 cm. By rotating the wafer at 2,000 rpm for 40 seconds, a homogeneous layer is produced which, after drying in a forced air oven at 90 ° C. and for 30 minutes, has a thickness of 0.87 μm.

Der in dieser Weise beschichtete Wafer wird durch eine Photomaske hindurch mit der UV-Strahlung einer Xenon-Quecksilberdampflampe bei 260 nm mit einer Energie von 112 mJ/cm3 bildmäßig bestrahlt.The wafer coated in this way is imagewise irradiated through a photomask with the UV radiation of a xenon mercury vapor lamp at 260 nm with an energy of 112 mJ / cm 3 .

Anschließend wird die bildmäßig bestrahlte Schicht mit einer 0,3 n wäßrigen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid für 120 sec entwickelt. Der Abtrag der Schicht in den unbelichteten Bereichen (Dunkelabtrag) war kleiner als 20 nm. Strukturen, auch mit Dimensionen von kleiner als 1,0 µm, waren bei guter Kantenstabilität saüber aufgelöst.The imagewise irradiated layer is then developed with a 0.3 N aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 120 sec. The removal of the layer in the unexposed areas (dark removal) was less than 20 nm. Structures, even with dimensions of less than 1.0 µm, were resolved with good edge stability.

Beispiel 2Example 2

Es wird ein strahlungsempfindliches Gemisch hergestellt, enthaltend

  • 0,19 Gt N-Cylohexyl-N'-tris-[(5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxa)-pentyl]-methyl-harnstoff (Beispiel 45) und
  • 0,75 Gt Poly-(3-methyl-4-hydroxystyrol) in
  • 4,25 Gt Propylenglykolmonomethyletheracetat.
A radiation sensitive mixture is prepared containing
  • 0.19 pbw of N-cyclohexyl-N'-tris - [(5-cyclohexyl-4-diazo-3,5-dioxo-2-oxa) pentyl] methyl urea (Example 45) and
  • 0.75 pbw of poly (3-methyl-4-hydroxystyrene) in
  • 4.25 pbw of propylene glycol monomethyl ether acetate.

Von dieser Lösung wird unter Verwendung der Angabe aus Beispiel 1 ein strahlungsempfindliches Gemisch hergestellt. Analog zu Beispiel 1 wird belichtet und entwickelt. Für die Belichtung wird allerdings eine Belichtungsenergie von 60 mJ/cm2 angewendet. Es konnten kantenscharfe Strukturen erhalten werden.A radiation-sensitive mixture is prepared from this solution using the information from Example 1. Exposure and development are carried out analogously to Example 1. However, an exposure energy of 60 mJ / cm 2 is used for the exposure. Sharp-edged structures could be obtained.

Beispiel 3Example 3

Es wird ein strahlungsempfindliches Gemisch hergestellt, enthaltend

  • 0,19 Gt Tris-[(5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-7-phenyl)-heptyl]-amin (Beispiel 40) und
  • 0,75 Gt Poly-(3-methyl-4-hydroxystyrol) in
  • 4,25 Gt Propylenglykolmonomethyletheracetat,
  • und entsprechend dem Beispiel 2 weiterverarbeitet. Bei einer bildmäßigen Bestrahlung mit einer Energie von 71 mJ/cm2 konnten kantenscharfe Strukturen erhalten werden.
A radiation sensitive mixture is prepared containing
  • 0.19 pbw of Tris - [(5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-7-phenyl) heptyl] amine (Example 40) and
  • 0.75 pbw of poly (3-methyl-4-hydroxystyrene) in
  • 4.25 pbw of propylene glycol monomethyl ether acetate,
  • and processed according to Example 2. With image-wise irradiation with an energy of 71 mJ / cm 2 , sharp-edged structures could be obtained.

Beispiel 4Example 4

Es wird ein strahlungsempfindliches Gemisch hergestellt, enthaltend

  • 0,19 Gt Tris-[(5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-7-phenyl)-heptyl]-amin und
  • 0,55 Gt Poly-(styrol-co-maleinimid) (1:1) in
  • 4,45 Gt Cyclohexanon.
A radiation sensitive mixture is prepared containing
  • 0.19 pbw of tris - [(5-diazo-4,6-dioxo-3-oxa-7-phenyl) heptyl] amine and
  • 0.55 pbw of poly (styrene-co-maleimide) (1: 1) in
  • 4.45 pbw of cyclohexanone.

1,5 ml dieser Lösung werden mittels eines Filters mit einem Porendurchmesser von 0,2 µm filtriert und auf einen mit 2.000 Upm rotierenden Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 7,62 cm aufgetragen. Nach 40 sec kann eine homogene Schicht erhalten werden. Nach dem Trocknen der Schicht bei 90 C und für 30 min beträgt die Schichtdicke der homogenen strahlungsempfindlichen Schicht 0,891 um.1.5 ml of this solution are filtered using a filter with a pore diameter of 0.2 μm and applied to a silicon wafer rotating at 2,000 rpm with a diameter of 7.62 cm. A homogeneous layer can be obtained after 40 sec. After drying the layer at 90 ° C. and for 30 minutes, the layer thickness of the homogeneous radiation-sensitive layer is 0.891 μm.

Bei einer Wellenlänge von 260 nm wird der beschichtete Wafer anschließend durch eine Photomaske hindurch bildmäßig belichtet. Als UV-Strahlungsquelle wird eine Xenon-Quecksilberdampflampe verwendet. Die Belichtungsenergie beträgt 200 mJ/cm2. At a wavelength of 260 nm, the coated wafer is then exposed imagewise through a photomask. A xenon mercury vapor lamp is used as the UV radiation source. The exposure energy is 200 mJ / cm 2.

Mit einer 0,02 n wäßrigen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid konnte die Schicht anschließend innerhalb von 60 sec einwandfrei entwickelt werden. Der Dunkelabtrag war kleiner als 10 nm; 1,0 um breite Strukturen zeigten bei guter Kantensteilheit eine gute Auflösung.With a 0.02N aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the layer could then be developed perfectly within 60 seconds. The dark erosion was less than 10 nm; Structures 1.0 µm wide showed good resolution with good edge steepness.

Beispiele 5 bis 14Examples 5 to 14

Analog zu Beispiel 4, jedoch unter Verwendung der im Folgenden aufgeführten photoaktiven Verbindungen, wurden strahlungsempfindliche Gemische hergestellt und verarbeitet. In allen Fällen wurde eine hohe Auflösung unter Anwendung der angegebenen Belichtungsenergie erreicht.

Figure imgb0029
Figure imgb0030
Analogously to Example 4, but using the photoactive compounds listed below, radiation-sensitive mixtures were prepared and processed. In all cases, high resolution was achieved using the specified exposure energy.
Figure imgb0029
Figure imgb0030

Beispiel 15Example 15

Es wird ein strahlungsempfindliches Gemisch hergestellt, enthaltend

  • 0,19 Gt der Verbindung (25) aus dem Herstellungsbeispiel 10 und
  • 0,55 Gt Poly-(styrol-co-maleinimid) (1:1) in
  • 4,45 Gt Cyclohexanon.
A radiation sensitive mixture is prepared containing
  • 0.19 pbw of compound (25) from Preparation 10 and
  • 0.55 pbw of poly (styrene-co-maleimide) (1: 1) in
  • 4.45 pbw of cyclohexanone.

Von der Lösung werden 1,5 ml durch einen Filter mit einem Porendurchmesser von 0,2 µm auf einen Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 7,62 cm aufgeschleudert und durch Rotation des Wafers mit 4.000 Upm innerhalb von 40 Sekunden eine homogene Schicht erzeugt. Die Schichtdicke nach dem Trocknen bei 90. C für 30 Minuten in einem Umluftofen beträgt 0,87 um.1.5 ml of the solution are spun through a filter with a pore diameter of 0.2 μm onto a silicon wafer with a diameter of 7.62 cm and a homogeneous layer is produced within 40 seconds by rotating the wafer at 4,000 rpm. The layer thickness after drying at 90 . C for 30 minutes in a forced air oven is 0.87 µm.

Der beschichtete Wafer wird durch eine Photomaske hindurch mit UV-Strahlung einer Xenon-Quecksilberdampflampe im Bereich von 260 nm mit einer Belichtungsenergie von 200 mJ/cm2 bestrahlt. Anschließend wird mit einer 0,3 n wäßrigen Lösung von Tetraethylammoniumhydroxid innerhalb von 60 Sekunden entwickelt. Der Dunkelabtrag war kleiner als 2 nm/min. Bei Anwendung einer Belichtungsenergie von 116 mJ/cm2 konnten 1 µm-Strukturen sauber und kantenscharf aufgelöst werden.The coated wafer is irradiated through a photomask with UV radiation from a xenon mercury vapor lamp in the range of 260 nm with an exposure energy of 200 mJ / cm 2 . Then ßend is developed with a 0.3 N aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide within 60 seconds. The dark removal was less than 2 nm / min. When using an exposure energy of 116 mJ / cm 2 , 1 µm structures could be resolved cleanly and with sharp edges.

Beispiel 16 (Vergleichsbeispiel)Example 16 (comparative example)

Es wird ein strahlungsempfindliches Gemisch hergestellt, enthaltend

  • 0,19 Gt der Verbindung (26) aus dem Vergleichsbeispiel 11 und
  • 0,55 Gt Poly-(styrol-co-maleinimid) (1:1) in
  • 4,45 Gt Cyclohexanon.
A radiation sensitive mixture is prepared containing
  • 0.19 pbw of compound (26) from Comparative Example 11 and
  • 0.55 pbw of poly (styrene-co-maleimide) (1: 1) in
  • 4.45 pbw of cyclohexanone.

Das Gemisch wird analog zu Beispiel 15 verarbeitet. Es konnte allerdings festgestellt werden, daß nach einer Entwicklungszeit von 60 sec mit dem gleichen Entwickler aus Beispiel 15 sowohl die belichteten wie auch unbelichteten Bereiche vollständig entfernt worden waren. Der Abtrag der unbelichteten Bereiche (Dunkelabtrag) war mit 1.660 nm/min vergleichbar mit der Abtragsrate für die belichteten Bereiche (2.360 nm/min). Lediglich bei Anwendung der Entwicklungszeit von 20 Sekunden konnten Strukturen, allerdings mit sehr flachen Kanten, erzeugt werden.The mixture is processed analogously to Example 15. However, it was found that after a development time of 60 seconds with the same developer from Example 15, both the exposed and unexposed areas had been completely removed. The removal of the unexposed areas (dark removal) at 1,660 nm / min was comparable to the removal rate for the exposed areas (2,360 nm / min). Structures could only be created using the development time of 20 seconds, but with very flat edges.

Claims (32)

1. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch, enthaltend im wesentlichen eine photoaktive Komponente und ein in Wasser unlösliches, in wäßrig alkalischer Lösung lösliches, zumindest aber quellbares Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß als photoaktive Komponente ein mehrfunktioneller a-Diazo-ß-Ketoester der allgemeinen Formel I verwendet wird
Figure imgb0031
worin R' einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen oder aromatischen Rest mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, wobei einzelne CH2-Gruppen durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder durch N -oder NH-Gruppen ersetzt sein können und/oder Ketogruppen enthalten, X einen aliphatischen, cycloaliphatischen, carbocyclischen, heterocyclischen oder araliphatischen Rest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatome, wobei einzelne CHz-Gruppen durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder durch die Gruppen -NR2-, -C(O)-O-, -C(0)-NR2-, -C(O)-N -, -NR2-C(0)-NR3-, -O-C(0)-NR2-, -O-C(O)- N -, -O-C(O)-O- oder CH-Gruppen durch - N - ersetzt sein können, worin R2 und R3 voneinander unabhängig für Wasserstoff oder einen aliphatischen, carbocyclischen oder araliphatischen Rest stehen, m eine ganze Zahl von 2 bis 10 und n eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeuten, mit der Maßgabe, daß m-n ≧ 2 ist.
1. A positive-working radiation-sensitive mixture, comprising essentially a photoactive component and a water-insoluble, at least swellable binder which is soluble in aqueous alkaline solution, characterized in that a polyfunctional a-diazo-β-keto ester of the general formula I is used as the photoactive component is used
Figure imgb0031
wherein R 'is an aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic or aromatic radical having 4 to 20 carbon atoms, it being possible for individual CH 2 groups to be replaced by oxygen or sulfur atoms or by N or NH groups and / or to contain keto groups, X is an aliphatic, cycloaliphatic, carbocyclic, heterocyclic or araliphatic radical having 2 to 22 carbon atoms, individual CH z groups being represented by oxygen or sulfur atoms or by the groups -NR 2- , -C (O) -O-, -C ( 0) -NR 2- , -C (O) -N -, -NR 2- C (0) -NR 3- , -OC (0) -NR 2- , -OC (O) - N -, -OC (O) -O- or CH groups can be replaced by - N -, in which R 2 and R 3 independently of one another represent hydrogen or an aliphatic, carbocyclic or araliphatic radical, m is an integer from 2 to 10 and n is an integer from 0 to 2 mean with the proviso that mn ≧ 2.
2. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R2 und R3 Wasserstoff, (C1-C3)Alkyl, (C6-C12)Aryl oder (C6-C11)Aralkyl, insbesondere (C,-C3)Alkyl oder Wasserstoff bedeuten, wobei diese, insbesondere Aryl oder Aralkyl, am Kern durch Alkyl, Alkoxy, Halogen oder Amino substituiert sein können.2. Positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 1, characterized in that R 2 and R 3 are hydrogen, (C 1 -C 3 ) alkyl, (C 6 -C 12 ) aryl or (C 6 -C 11 ) aralkyl, in particular ( C, -C 3 ) are alkyl or hydrogen, where these, in particular aryl or aralkyl, can be substituted at the core by alkyl, alkoxy, halogen or amino. 3. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß R' und/oder X substituiert sind durch (C1-C3)Alkyl, (C1-C3)Alkoxy, Halogen, Amino oder Nitrilo, insbesondere durch (C,-C3)Alkyl oder (C1-C3)Alkoxy.3. positive-working radiation-sensitive mixture according to claims 1 or 2, characterized in that R 'and / or X are substituted by (C 1 -C 3 ) alkyl, (C 1 -C 3 ) alkoxy, halogen, amino or nitrilo, in particular by (C, -C 3 ) alkyl or (C 1 -C 3 ) alkoxy. 4. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sofern R' einen aliphatischen Rest darstellt und dieser substituiert ist, dieser insbesondere 4 bis 8, Kettenglieder aufweist.4. positive working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that if R 'is an aliphatic radical and this is substituted, this in particular has 4 to 8, chain links. 5. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß CH2-Gruppen insbesondere durch Sauerstoffatome, -NH-Gruppen oder Ketogruppen ersetzt sind und diese Reste daher Ether-, Keto-, Ester-, Amido- und/oder Imidogruppen enthalten.5. positive working radiation-sensitive mixture according to claim 4, characterized in that CH 2 groups are replaced in particular by oxygen atoms, -NH groups or keto groups and these Residues therefore contain ether, keto, ester, amido and / or imido groups. 6. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sofern R' einen aliphatischen Rest darstellt und dieser unsubstituiert ist, dieser bis zu 20 Kettenglieder aufweisen kann, wobei insbesondere der t-Butylrest bevorzugt ist.6. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that if R 'represents an aliphatic radical and this is unsubstituted, this can have up to 20 chain links, the t-butyl radical being particularly preferred. 7. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß R' einen cycloaliphatischen Rest bedeutet mit 4, 5, 6 oder 12, insbesondere 4, 5 oder 6, besonders bevorzugt 6, Ringgliedern, und der insbesondere unsubstituiert ist.7. positive working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that R 'is a cycloaliphatic radical having 4, 5, 6 or 12, in particular 4, 5 or 6, particularly preferably 6, ring members, and the is particularly unsubstituted. 8. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß R' ein araliphatischer Rest ist mit 2 bis 11, insbesondere 2 bis 5, Kettengliedern im aliphatischen Teil des Restes.8. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that R 'is an araliphatic radical with 2 to 11, in particular 2 to 5, chain links in the aliphatic part of the rest. 9. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der aliphatische Teil des Restes R' 1 oder 2 Kettenglieder enthält, sofern dieser Teil eine reine Kohlenstoffkette aufweist.9. positive working radiation-sensitive mixture according to claim 8, characterized in that the aliphatic part of the radical R 'contains 1 or 2 chain links, provided that this part has a pure carbon chain. 10. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der aliphatische Teil des Restes R' 3 bis 5 Kettenglieder aufweist, sofern in diesem Teil CH2-Gruppen durch Heteroatome ersetzt sind.10. A positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 8, characterized in that the aliphatic part of the radical R 'has 3 to 5 chain links, provided that CH 2 groups are replaced by heteroatoms in this part. 11. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Rest X maximal 5, insbesondere maximal 3 CHz-Gruppen durch die Heteroatome bzw. die genannten Gruppen ersetzt sind.11. positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that in the radical X a maximum of 5, in particular a maximum of 3 CH z groups are replaced by the heteroatoms or the groups mentioned. 12. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest X aliphatisch und unsubstituiert ist und maximal 6 Kohlenstoffatome aufweist.12. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the radical X is aliphatic and unsubstituted and has a maximum of 6 carbon atoms. 13. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser maximal eine C-C-Mehrfachbindung aufweist.13. A positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 12, characterized in that it has a maximum of one C-C multiple bond. 14. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichent, daß die CH2-Gruppen ersetzenden Heteroatome von einem Typ sind.14. A positive-working radiation-sensitive mixture as claimed in claim 11, characterized in that the heteroatoms which replace CH 2 groups are of one type. 15. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sofern eine CH-Gruppe durch - N - ersetzt ist, keine weitere Substitution im Rest X vorliegt.15. A positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 11, characterized in that if a CH group is replaced by - N -, there is no further substitution in the radical X. 16. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß X ein cycloaliphatischer Rest ist, in dem der cycloaliphatische Teil unsubstituiert ist und benachbart ist einer CH2-Gruppe des aliphatischen Teils, die substituiert ist durch ein Heteroatom oder eine Gruppe des Anspruchs 1.16. A positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 11, characterized in that X is a cycloaliphatic radical in which the cycloaliphatic part is unsubstituted and is adjacent to a CH 2 group of the aliphatic part which is substituted by a hetero atom or a group of the claim 1. 17. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der cycloaliphatische Teil direkt benachbart ist zu einem Stickstoffatom, insbesondere der Gruppen
Figure imgb0032
oder
Figure imgb0033
17. A positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 16, characterized in that the cycloaliphatic part is directly adjacent to a nitrogen atom, in particular the groups
Figure imgb0032
or
Figure imgb0033
18. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der cycloaliphatische Teil über eine Ethylengruppe mit dem Sauerstoffatom eines
Figure imgb0034
Restes verknüpft ist.
18. Positive working radiation-sensitive mixture according to claim 16, characterized in that the cycloaliphatic part via an ethylene group with the oxygen atom
Figure imgb0034
Rest is linked.
19. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß X ein araliphatischer Rest ist, wobei der aromatische Teil insbesondere einen Phenyl- bzw. Phenylenrest darstellt, der über ein Heteroatom mit dem aliphatischen Teil dieses Restes verknüpft ist.19. A positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 11, characterized in that X is an araliphatic radical, the aromatic part being in particular a phenyl or phenylene radical which is linked via a hetero atom to the aliphatic part of this radical. 20. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß m eine ganze Zahl von 2 bis 8 und n eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.20. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 19, characterized in that m is an integer from 2 to 8 and n is an integer from 0 to 2. 21. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß m eine ganze Zahl von 2 bis 6 und n = 0 ist.21. A positive-working radiation-sensitive mixture according to claim 20, characterized in that m is an integer from 2 to 6 and n = 0. 22. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus mehreren, insbesondere 2 a-Diazo-ß-ketoestern der allgemeinen Formel I im strahlungsempfindlichen Gemisch enthalten sind.22. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 21, characterized in that a mixture of several, in particular 2 a-diazo-β-keto esters of the general formula I are contained in the radiation-sensitive mixture. 23. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der photoaktiven Komponenten im strahlungsempfindlichen Gemisch 4 bis 40 Gew.-%, insbesondere 6 bis 30 Gew.-%, beträgt.23. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 22, characterized in that the concentration of the photoactive components in the radiation-sensitive mixture is 4 to 40% by weight, in particular 6 to 30% by weight. 24. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel im Wellenlängenbereich von 190 bis 300 nm eine geringe Eigenabsorption aufweist.24. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 23, characterized in that the binder has a low self-absorption in the wavelength range from 190 to 300 nm. 25. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel bis zu 30 Gew.-%, insbesondere mit bis zu 20 Gew.- %, ein Novolak-Kondensationsharz enthält.25. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 24, characterized in that the binder contains up to 30% by weight, in particular up to 20% by weight, of a novolak condensation resin. 26. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel phenolische Hydroxylgruppen enthält.26. A positive-working radiation-sensitive mixture according to one or more of claims 1 to 25, characterized in that the binder contains phenolic hydroxyl groups. 27. Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in einer Konzentration von 60 bis 96 Gew.-%, insbesondere 70 bis 94 Gew.-%, im strahlungsempfindlichen Gemisch enthalten ist.27. A positive-working radiation-sensitive mixture as claimed in one or more of claims 1 to 26, characterized in that the binder is present in the radiation-sensitive mixture in a concentration of 60 to 96% by weight, in particular 70 to 94% by weight. 28. Positiv arbeitendes Aufzeichnungsmaterial enthaltend einen Träger und ein darauf aufgetragenes positiv arbeitendes Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß das positiv arbeitende Gemisch ein Gemisch entsprechend einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27 entspricht.28. A positive working recording material containing a carrier and a positive working mixture applied thereon, characterized in that the positive working mixture corresponds to a mixture according to one or more of claims 1 to 27. 29. Verfahren zur Herstellung eines positiv arbeitenden Aufzeichnungsmaterials nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der ggf. mit einem Haftvermittler vorbehandelte Träger durch Aufsprühen, Walzen, Rakeln, Gießen, durch Fließbeschichten, Schleuderbeschichten und Tauchbeschichten oder mittels Breitschlitzdüsen mit dem strahlungsempfindlichen Gemisch beschichtet wird und das Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt wird, so daß eine Schichtstärke von 0,1 bis 100 u.m, insbesondere von 0,3 bis 10 um, entsteht.29. A method for producing a positive-working recording material according to claim 28, characterized in that the carrier, which may have been pretreated with an adhesion promoter, is coated with the radiation-sensitive mixture by spraying, rolling, knife coating, pouring, by flow coating, spin coating and dip coating or by means of slot dies the solvent is removed by evaporation, so that a layer thickness of 0.1 to 100 µm, in particular 0.3 to 10 µm, arises. 30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial mit Licht einer Wellenlänge von 190 bis 300 nm bildmäßig belichtet wird und das entstehende Bild mittels einer wäßrigen Entwicklungslösung freigelegt wird.30. The method according to claim 29, characterized in that the recording material is imagewise exposed to light with a wavelength of 190 to 300 nm and the resulting image is exposed by means of an aqueous developing solution. 31. Verfahren nach den Ansprüchen 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die entstandene Struktur durch Erhitzen und/oder durch ganzflächige Belichtung nachgehärtet wird.31. The method according to claims 29 or 30, characterized in that the resulting structure is post-cured by heating and / or by exposure over the entire surface. 32. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsempfindliche Gemisch auf einen Zwischenträger aufgetragen wird, und von dem erst auf den endgültigen Träger auflaminiert wird.32. The method according to claim 29, characterized in that the radiation-sensitive mixture is applied to an intermediate carrier, and from which is only laminated onto the final carrier.
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